一种具有低光损耗系数的杂化锑基卤化物光波导材料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种具有低光损耗系数的杂化锑基卤化物光波导材料及其制备方法

【技术实现步骤摘要】
一种具有低光损耗系数的杂化锑基卤化物光波导材料及其制备方法


[0001]本专利技术属于光功能材料
，特别涉及一种具有低光损耗系数的杂化锑基卤化物光波导材料及其制备方法
。

技术介绍

[0002]光波导器件作为现代集成光子器件基本元件，能通过几何空间限域来增强光与物质相互作用，将光子信号进行空间远距离传输，在光通信
、
医疗
、
激光器
、
深海探测和精密加工等领域具有重要的应用价值
。
当前，信息化
、
网络化时代的发展对光波导承载信息的能力提出了更高的要求，而传统石英光波导材料非线性系数较低且声子能量较高，这在一定程度上限制了其应用范围
。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的在于提供一种具有低光损耗系数的杂化锑基卤化物光波导材料及其制备方法
。
本专利技术采用易于操作的液相合成法，与有机物前驱体相比，所合成的系列杂化锑基卤化物光波导材料具有光损耗系数低
、
传光效率高
、
光信号可调等优点
。
本专利技术为具有优质光学特性的新型光波导材料制备提供了新的思路和途径
。
[0004]所述低光损耗系数的杂化锑基卤化物光波导材料的制备方法为：将金属氯化盐
、
甲氨基吡啶类有机物，加浓盐酸和甲醇超声溶解后，在室温下自然挥发1‑5小时后得到晶态物质，即为低光损耗系数的杂化锑基卤化物光波导材料
。/>[0005]所述的金属氯化盐为氯化锑和
/
或氯化铟
。
[0006]所述的甲氨基吡啶类有机物为2‑
(
二甲氨基
)
吡啶和
/
或4‑
(
二甲氨基
)
吡啶
。
[0007]所述的金属氯化物和甲氨基吡啶类有机物的摩尔比为
(1
±
0.5):1。
[0008]本专利技术将金属氯化盐与甲氨基吡啶类有机物通过“自下而上”的超分子配位自组装形成一类新型超低光损耗系数的单核和双核杂化锑基卤化物光波导材料，其发光量子产率高达
90
％
。
光谱研究和理论计算表明，单核锑基卤化物的低电子维度会降低材料的能隙，且无机单核卤化锑和有机阳离子壳层存在电子转移过程，有利于电子和空穴波函数在空间上的有效分离，从而减少激发单线态和激发三线态的能级差
(0.034eV)
，因此，单核零维杂化锑基卤化物产生了深蓝色热活化延迟荧光
。
而在双核零维杂化锑基卤化物中，卤化锑无机核由于具有更大的结构变形和更强的电
‑
声耦合，因此产生了宽谱
、
高效率的橙色室温磷光
。
基于不同的分子取向和晶体堆积，单核和双核零维杂化锑基卤化物分别形成了不同极化比的一维棒状微晶和二维层状微晶
。
本专利技术中，单核和双核零维杂化锑基卤化物的高结晶性和光滑表面有效降低了光散射，表现出优异的有源光波导性能，其光损耗系数分别低至
0.015
和
0.0010dB/
μ
m
，为实现光子逻辑编译和光学通信提供了新途径
。
附图说明
[0009]图1实施例
1、2
制备的杂化锑基卤化物配位结构图
。
[0010]图2实施例1制备的单核杂化锑基卤化物一维光波导衰减曲线
。
[0011]图3实施例2制备的双核杂化锑基卤化物二维光波导衰减曲线
。
具体实施方式
[0012]实施例1[0013]将氯化锑
0.228mg、2
‑
(
二甲氨基
)
吡啶
0.122mg、
与
36wt
％浓盐酸
40
μ
L
溶解于
10mL
无水甲醇中超声5分钟后放入
20mL
的玻璃瓶中，在室温下敞口挥发1小时，待溶剂挥发后，即得到目标产物一维棒状晶体
。
[0014]对产物进行表征：
[0015]对单晶产物进行单晶
X
‑
射线衍射分析可知，单核杂化锑基卤化物属于单斜晶系，
P21/n
空间群，其中
Sb
3+
以四配位的方式和四个氯离子进行配位形成独立的零维单核配位结构
(
如图
1)。
晶体生长主要依靠无机阴离子
[SbCl4]‑
和有机阳离子
[2DMAP]+
强烈的静电作用和氢键相互作用
。
[0016]由光谱分析可知，在
330
纳米处激发，该单核杂化锑基卤化物呈现出深蓝光发射，其荧光发射峰和热活化延迟荧光发射峰均在
405
纳米，发光寿命分别为
3.45
纳秒和
1.63
毫秒，发光量子产率为
25
％，线偏振极化比为
0.16。
[0017]热重
‑
差式扫描量热测量表征显示该单核杂化锑基卤化物可以稳定到
465K。
[0018]空间分辨光谱成像技术显示该单核杂化锑基卤化物一维棒状微晶在常温条件下
(
典型条件：
293K)
具有优异的光波导特性，其光波导损耗系数低至
0.015dB/
μ
m(
如图
2)
，低于大多数分子光波导材料
。
[0019]实施例2[0020]将氯化锑
0.114mg、
氯化铟
0.221mg、4
‑
(
二甲氨基
)
吡啶
0.122mg、
与
36wt
％浓盐酸
40
μ
L
溶解于
10mL
无水甲醇中超声5分钟后放入
20mL
的玻璃瓶中，在室温下敞口挥发1小时，待溶剂挥发后，即得到目标产物二维层状晶体
。
[0021]对产物进行表征：
[0022]对单晶产物进行单晶
X
‑
射线衍射分析可知，双核杂化锑基卤化物属于三斜晶系，
P
‑1空间群，其中
Sb
3+
以五配位方式和四个氯离子
、
一个氧离子进行配位形成独立的零维双核配位结构
(
如图
1)。
晶体生长主要依靠无机阴离子
(Sb/In)2OCl6]2‑
和有机阳离子
[4DMAP]+
强烈的静电作用和氢键相互作用
。
元素分析表明零维双本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种低光损耗系数的杂化锑基卤化物光波导材料的制备方法，其特征在于，所述的制备方法的具体操作为：将金属氯化盐
、
甲氨基吡啶类有机物，加浓盐酸和甲醇超声溶解后，在室温下自然挥发1‑5小时后得到晶态物质，即为低光损耗系数的杂化锑基卤化物光波导材料
。2.
根据权利要求1所述的低光损耗系数的杂化锑基卤化物光波导材料的制备方法，其特征在于，所述的金属氯化盐为氯化锑和
/
或氯化铟
。3.
根据权利要求1所...

【专利技术属性】
技术研发人员：闫东鹏，周博，梁竞文，
申请(专利权)人：北京师范大学，
类型：发明
国别省市：