【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及晶体生长领域，尤其涉及一种srznsnse4三温区气相输运制备方法、产物及其应用。
技术介绍
1、红外非线性光学晶体材料与红外激光技术的发展密切相关，并在雷达探测、环境监测等多个领域发挥着关键作用。一些已经商业化的成熟红外nlo材料，如aggas2、aggase2和zngep2等，由于其优越的性能而受到广泛关注。然而，相位失配、激光损伤阈值低、传统1-2μm抽运源双光子吸收等缺陷不容忽视，严重阻碍了其进一步推广应用。因此，需要探索具有优异性能的新型nlo晶体材料来弥补这些缺陷。
2、一般来说，一种优秀的红外nlo材料应该兼具宽带隙、强二次谐波产生和足够的双折射等优点。具体来说，材料的激光损伤阈值在很大程度上取决于材料的带隙。带隙较宽的材料通常表现出较大的ldt，而较大的二次谐波效应有助于提高激光器的输出功率；由极性各向异性引起的充分双折射有助于实现相位匹配。因此，探索综合性能优异的nlo材料仍然任重道远。
3、近年来，许多研究表明srznsns4化合物在带隙、shg效应和双折射之间取得了很好的平衡，是nlo材料的理想候选材料。此外，该样品的相纯度高，且srznsnse4的合成温度较低，晶体易于获得。这表明它是一个潜在的候选商业红外nlo晶体。
4、现已报道的srznsnse4单晶生长方法有缓冷法和助熔剂法，这两种方法均需要真空硅管封装，操作相对困难，且获得的晶体尺寸较小，仅有几毫米，不利于工业化生产及应用推广。如何改进srznsnse4晶体生长方法，获得厘米级别的晶体，便于大规模
技术实现思路
1、针对现有技术的上述不足，一种srznsnse4三温区气相输运制备方法、产物及其应用。该专利技术获得的srznsnse4晶体尺寸可达厘米级，有效弥补了现有生长技术的不足，可作为红外非线性光学晶体材料。
2、为解决上述问题，本专利技术提供一种srznsnse4三温区气相输运制备方法，包括以下步骤:
3、(1)按需称取试剂置于坩埚中，并分别放置在石英管中的相应区域；石英管一端温区1放置单质se；中部温区2放置se、sn、sr；另一端温区3放置zn；各原料质量配比为se1:se2:sn:sr:zn＝2.05-2.2:2:1:1.05:1，其中se1:se2指温区1内se、se2指温区2内se；
4、(2)抽取真空之后密封石英管；
5、(3)将石英管置于三温区晶体生长炉中，开始加热，三温区分别采用不同的升温程序，先让温区2内的se熔化并将sr、sn充分浸润，之后升温使se分别与sn、sr充分反应；待温区2反应接近完成时将温区3升温使得zn熔化；待温区2内物质反应完全后将温区1温度升至se汽化温度，同时将温区2及温区3温区升至晶体生长温度；汽化后的se携带温区2内物质到达温区3，在温区3振荡控温程序下完成晶体生成及籽晶优化；
6、(4)恒温使晶体生长；
7、(5)晶体生长完成后降至室温。
8、本方案的进一步改进，采用不同的升温程序使得相邻温区温差不超过200℃。
9、本方案的进一步改进，温区1升温程序分为4个阶段：第一阶段在49±5小时内升温至400℃±20℃，此阶段se由固态转变为液态；第二阶段在131±10小时内由400℃±20℃升温至690℃±20℃，此阶段se由液态逐渐转变为气态(对应待温区2内物质反应完全后，优选的，待反应持续75-85小时后)，第三阶段恒温120±10小时使se完全汽化并作为输运剂将温区2的反应物输运到温区3完成晶体生长过程；第4阶段晶体生长结束后在50±5小时内降至室温。
10、优选的，温区1升温程序分为4个阶段：第一阶段在49小时内升温至400℃，此阶段se由固态转变为液态；第二阶段在131小时内由400℃升温至690℃，此阶段se由液态逐渐转变为气态(对应待温区2内物质反应完全后，优选的，待反应持续75-85小时后)，第三阶段恒温120小时使se完全汽化并作为输运剂将温区2的反应物输运到温区3完成晶体生长过程；第4阶段晶体生长结束后在50小时内降至室温。
11、本方案的进一步改进，温区2升温程序分为5个阶段：第一阶段10±2小时内由室温升温至225℃±10℃并恒温5±1小时使se与sr、sn充分混合；第二阶段在10±2小时内升温至500℃±20℃并恒温72±5小时使se与sn发生反应；第三阶段在3±1小时内升温至650℃±20℃并恒温80±5小时使se与sn、sr完全发生反应；(对应待温区2内物质反应完全后，优选的，待反应持续75-85小时后)第四阶段在5±1小时内升温至830℃±20℃并恒温105±10小时，该阶段由温区1中的se蒸汽将反应物输运到温区3完成晶体生长；第五阶段在50±5小时内降至室温完成晶体生长。
12、优选的，温区2升温程序分为5个阶段：第一阶段10小时内由室温升温至225℃并恒温5小时使se与sr、sn充分混合；第二阶段在10小时内升温至500℃并恒温72小时使se与sn发生反应；第三阶段在3小时内升温至650℃并恒温80小时使se与sn、sr完全发生反应；(对应待温区2内物质反应完全后，优选的，待反应持续75-85小时后)第四阶段在5小时内升温至830℃并恒温105小时，该阶段由温区1中的se蒸汽将反应物输运到温区3完成晶体生长；第五阶段在50小时内降至室温完成晶体生长。
13、本方案的进一步改进，温区3升温程序分为5个阶段：第一阶段在20±2小时内升温至225℃±10℃并恒温10±2小时；第二阶段在35±5小时内升温至420℃±20℃并恒温24±5小时使zn完全融化(对应待温区2反应接近完成时，优选的，待反应持续70-80小时后)；第三阶段在111±10小时内升温至800℃±20℃(对应待温区2内物质反应完全后，优选的，待反应持续75-85小时后)；第四阶段温度震荡阶段5±1小时升温至850℃±20℃并在5±1小时内降温至800℃±20℃并重复2-5次，该阶段主要为籽晶形成及回熔以获得生长籽晶；第五阶段在800℃±20℃下恒温80±10小时完成晶体生长；第六阶段晶体生长完成后在50±5小时内降至室温。
14、优选的，温区3升温程序分为5个阶段：第一阶段在20小时内升温至225℃并恒温10小时；第二阶段在35小时内升温至420℃并恒温24小时使zn完全融化(对应待温区2反应接近完成时，优选的，待反应持续70-80小时后)；第三阶段在111小时内升温至800℃(对应待温区2内物质反应完全后，优选的，待反应持续75-85小时后)；第四阶段温度震荡阶段5小时升温至850℃并在5小时内降温至800℃并重复3次，该阶段主要为籽晶形成及回熔以获得生长籽晶；第五阶段在800℃下恒温80小时完成晶体生长；第六阶段晶体生长完成后在50小时内降至室温。
15、另一方面，本专利技术提供一种srznsnse4三温区气相输运制备方法得到的srznsnse4晶体。
【技术保护点】
1.一种SrZnSnSe4三温区气相输运制备方法，其特征在于，包括以下步骤:
2.一种SrZnSnSe4三温区气相输运制备方法，其特征在于，采用不同的升温程序使得相邻温区温差不超过200℃。
3.根据权利要求1所述的SrZnSnSe4三温区气相输运制备方法，其特征在于：温区1升温程序分为4个阶段：第一阶段在49±5小时内升温至400℃±20℃，此阶段Se由固态转变为液态；第二阶段在131±10小时内由400℃±20℃升温至690℃±20℃，此阶段Se由液态逐渐转变为气态，第三阶段恒温120±10小时使Se完全汽化并作为输运剂将温区2的反应物输运到温区3完成晶体生长过程；第4阶段晶体生长结束后在50±5小时内降至室温。
4.根据权利要求3所述的SrZnSnSe4三温区气相输运制备方法，其特征在于：温区1升温程序分为4个阶段：第一阶段在49小时内升温至400℃，此阶段Se由固态转变为液态；第二阶段在131小时内由400℃升温至690℃，此阶段Se由液态逐渐转变为气态，第三阶段恒温120小时使Se完全汽化并作为输运剂将温区2的反应物输运到温区3完成晶
5.根据权利要求1所述的SrZnSnSe4三温区气相输运制备方法，其特征在于：温区2升温程序分为5个阶段：第一阶段10±2小时内由室温升温至225℃±10℃并恒温5±1小时使Se与Sr、Sn充分混合；第二阶段在10±2小时内升温至500℃±20℃并恒温72±5小时使Se与Sn发生反应；第三阶段在3±1小时内升温至650℃±20℃并恒温80±5小时使Se与Sn、Sr完全发生反应；第四阶段在5±1小时内升温至830℃±20℃并恒温105±10小时，该阶段由温区1中的Se蒸汽将反应物输运到温区3完成晶体生长；第五阶段在50±5小时内降至室温完成晶体生长。
6.根据权利要求5所述的SrZnSnSe4三温区气相输运制备方法，其特征在于：温区2升温程序分为5个阶段：第一阶段10小时内由室温升温至225℃并恒温5小时使Se与Sr、Sn充分混合；第二阶段在10小时内升温至500℃并恒温72小时使Se与Sn发生反应；第三阶段在3小时内升温至650℃并恒温80小时使Se与Sn、Sr完全发生反应；第四阶段在5小时内升温至830℃并恒温105小时，该阶段由温区1中的Se蒸汽将反应物输运到温区3完成晶体生长；第五阶段在50小时内降至室温完成晶体生长。
7.根据权利要求1所述的SrZnSnSe4三温区气相输运制备方法，其特征在于：温区3升温程序分为5个阶段：第一阶段在20±2小时内升温至225℃±10℃并恒温10±2小时；第二阶段在35±5小时内升温至420℃±20℃并恒温24±5小时使Zn完全融化；第三阶段在111±10小时内升温至800℃±20℃；第四阶段温度震荡阶段5±1小时升温至850℃±20℃并在5±1小时内降温至800℃±20℃并重复2-4次，该阶段主要为籽晶形成及回熔以获得生长籽晶；第五阶段在800℃±20℃下恒温80±10小时完成晶体生长；第六阶段晶体生长完成后在50±5小时内降至室温。
8.根据权利要求7所述的SrZnSnSe4三温区气相输运制备方法，其特征在于：温区3升温程序分为5个阶段：第一阶段在20小时内升温至225℃并恒温10小时；第二阶段在35小时内升温至420℃并恒温24小时使Zn完全融化；第三阶段在111小时内升温至800℃；第四阶段温度震荡阶段5小时升温至850℃并在5小时内降温至800℃并重复3次，该阶段主要为籽晶形成及回熔以获得生长籽晶；第五阶段在800℃下恒温80小时完成晶体生长；第六阶段晶体生长完成后在50小时内降至室温。
9.根据权利要求1-8任一项所述的SrZnSnSe4三温区气相输运制备方法得到的SrZnSnSe4晶体。
10.根据权利要求1-8任一项所述的SrZnSnSe4三温区气相输运制备方法得到的SrZnSnSe4晶体在作为红外非线性光学晶体材料的应用。
...【技术特征摘要】
1.一种srznsnse4三温区气相输运制备方法，其特征在于，包括以下步骤:
2.一种srznsnse4三温区气相输运制备方法，其特征在于，采用不同的升温程序使得相邻温区温差不超过200℃。
3.根据权利要求1所述的srznsnse4三温区气相输运制备方法，其特征在于：温区1升温程序分为4个阶段：第一阶段在49±5小时内升温至400℃±20℃，此阶段se由固态转变为液态；第二阶段在131±10小时内由400℃±20℃升温至690℃±20℃，此阶段se由液态逐渐转变为气态，第三阶段恒温120±10小时使se完全汽化并作为输运剂将温区2的反应物输运到温区3完成晶体生长过程；第4阶段晶体生长结束后在50±5小时内降至室温。
4.根据权利要求3所述的srznsnse4三温区气相输运制备方法，其特征在于：温区1升温程序分为4个阶段：第一阶段在49小时内升温至400℃，此阶段se由固态转变为液态；第二阶段在131小时内由400℃升温至690℃，此阶段se由液态逐渐转变为气态，第三阶段恒温120小时使se完全汽化并作为输运剂将温区2的反应物输运到温区3完成晶体生长过程；第4阶段晶体生长结束后在50小时内降至室温。
5.根据权利要求1所述的srznsnse4三温区气相输运制备方法，其特征在于：温区2升温程序分为5个阶段：第一阶段10±2小时内由室温升温至225℃±10℃并恒温5±1小时使se与sr、sn充分混合；第二阶段在10±2小时内升温至500℃±20℃并恒温72±5小时使se与sn发生反应；第三阶段在3±1小时内升温至650℃±20℃并恒温80±5小时使se与sn、sr完全发生反应；第四阶段在5±1小时内升温至830℃±20℃并恒温105±10小时，该阶段由温区1中的se蒸汽将反应物输运到温区3完成晶体生长；第五阶段在50±5小时内降至室温完成晶体生长。
6.根据权利要求5所述的srznsnse4三温区气相输运制备方法，其特征在于：温区2升温程...
【专利技术属性】
技术研发人员：吕宪顺，王旭平，张园园，邱程程，魏磊，石强，张锐，
申请(专利权)人：山东省科学院新材料研究所，
类型：发明
国别省市：
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