【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于有机-无机杂化铅卤化物领域，涉及一种新型手性有机-无机杂化金属卤化物晶体及其在二阶非线性光学(nlo)中的应用。
技术介绍
1、有机-无机杂化金属卤化物具有长程载流子扩散长度、高载流子迁移率、高光致发光效率、大的光学增益和介电常数等优异性能，被广泛应用在太阳能电池、led发光二极管、光探测器、以及激光等领域。通过将手性配体引入金属卤化物的策略，开发了一系列在手性光电子学领域具有潜在应用价值的手性有机-无机杂化金属卤化物，该类材料在圆偏振光发射、圆偏振光探测、自旋电子器件、铁电材料以及二次谐波产生(shg)等方面展现出显著优势。低维金属卤化物的本征量子限域效应及激子效应有利于激子能级的形成，从而促进了光学非线性高次谐波产生和增强。在一些二维铅卤化物中，当激光泵浦波长接近激子吸收能量时，三次谐波产生(thg)信号被极大增强。由于shg产生要求材料具有非中心对称的结构，手性金属卤化物的发展为探索高性能shg材料提供广阔的平台。
2、目前，手性诱导策略为该类材料的制备提供新的思路，比如在专利在cn114957335a中，通过混合手性诱导剂、氧化铋或三氧化二锑、二甲铵溴酸盐，制备了手性金属卤化物dma4mx7(m＝bi,sb；x＝cl,br)。然而，基于类似方法制备的以较小铵盐为有机组分的手性金属卤化物，结构单一，且无机八面体之间电子传输与能量传输能力较差，影响其在光电器件及传感器中的应用。
技术实现思路
1、本专利技术的目的为针对上述问题，提供了一种手性有机-无机
2、本专利技术的技术方案为：
3、一种手性有机-无机杂化铅卤化物非线性倍频晶体，该晶体的结构式为(c7h10n)pbbr3，金属八面体通过共面连接形成一维金属链，而1-乙基吡啶以左旋或者右旋的方式螺旋环绕在金属链周围；
4、其结晶于正交晶系，空间群为p212121；主要晶体学晶胞参数为：α＝90°，β＝90°，γ＝90°，
5、该材料在激光照射下具有优异的非线性光学响应，相同测试条件下，其shg信号为参比标样尿素的11倍，为磷酸二氢钾(kdp)的111倍。
6、该材料最佳二阶有效非线性光学系数为40.2pmv-1。
7、所述的手性有机-无机杂化铅卤化物非线性倍频晶体的制备方法，该方法包括如下步骤：
8、(1)制备反应溶液：将1-乙基吡啶氢溴酸盐、溴化铅及手性诱导剂溶解于第一溶剂，超声搅拌至溶液澄清；
9、其中，1-乙基吡啶氢溴酸盐与溴化铅与手性诱导剂的摩尔比为1：1：0.1～1；
10、每4ml n,n-二甲基甲酰胺中加入0.1～0.2mmol 1-乙基吡啶氢溴酸盐；
11、所述的手性诱导剂具体为(r/s)-(+)-1-(1-萘)乙胺、(1r，2r)-1,2-二苯基乙二胺或(r)-4-苯基恶唑烷-2-酮；
12、所述的溶剂为n,n-二甲基甲酰胺；
13、(2)反溶剂气象扩散辅助结晶：将步骤(1)中的反应溶液置于敞口第一容器中，然后将第一容器置于盛有反溶剂1,4-二氧六环的第二容器中，密闭后静置4～48小时后，无色透明棒状晶体析出；
14、每4ml反应溶液置于装有10～50ml反溶剂的第二容器中；
15、(3)通过抽滤将晶体与母液分离，用乙醇洗净晶体表面的母液，放置真空干燥箱烘干，得到所述单一手性富集的杂化铅卤化物单晶。
16、所述的手性有机-无机杂化铅卤化物非线性倍频晶体的应用，用于下一代非线性光子技术中的光通讯或光存储。
17、本专利技术的实质性特点为：
18、本专利技术首先将1-乙基吡啶氢溴酸盐、溴化铅及手性诱导剂置于盛有良溶剂容器，通过超声搅拌得到澄清反应溶液，随后置于盛有反溶剂第二容器中，利用反溶剂气象扩散辅助结晶的方法获得所述晶体。
19、得到的晶体具有共振增强shg现象，包括有机阳离子不仅与金属八面体相互作用，构筑手性结构，而且参与共振通道的形成。其机理为通过金属八面体到有机阳离子定向电荷跃迁形成的电荷转移激子来共振增强shg效率。从电子结构看，其价带顶和导带底分别来源于一维金属八面体链和有机阳离子，导带底附近具有平坦的能带，表明存在电荷转移激子。
20、本专利技术具有以下技术效果：
21、本专利技术采用反溶剂气相扩散辅助结晶的方法制备(c7h10n)pbbr3单晶，制备方法简单高效，反应可在常温常压下发生，操作过程简单，无需加酸加热，目标产物纯度高达100％，可用于手性有机-无机杂化铅卤化物的大批量生产。产物结构的非对称破缺性赋予其在shg方面的应用，无色透明使其对可见光吸收弱具有高的光学、热学以及环境稳定性，电荷转移激子共振shg显著提高其二阶非线性光学系数，最优数值高达40.2pmv-1，相应的shg信号强度为相同条件下测得参比标样尿素的11倍，为kdp的111倍。所述晶体的优异非线性性能有望使其在光通讯、光存储以及军事领域得到应用。
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1.一种手性有机-无机杂化铅卤化物非线性倍频晶体，其特征为该晶体的结构式为(C7H10N)PbBr3，金属八面体通过共面连接形成一维金属链，而1-乙基吡啶以左旋或者右旋的方式螺旋环绕在金属链周围；
2.如权利要求1所述的手性有机-无机杂化铅卤化物非线性倍频晶体，其特征为该材料在激光照射、相同测试条件下，其SHG信号为参比标样尿素的11倍，为磷酸二氢钾KDP的111倍。
3.如权利要求1所述的手性有机-无机杂化铅卤化物非线性倍频晶体，其特征为该材料最佳二阶有效非线性光学系数为40.2pmV-1。
4.如权利要求1所述的手性有机-无机杂化铅卤化物非线性倍频晶体的制备方法，其特征为该方法包括如下步骤：
5.如权利要求1所述的手性有机-无机杂化铅卤化物非线性倍频晶体的制备方法，其特征为每4mL反应溶液置于装有10～50mL反溶剂的第二容器中。
6.如权利要求1所述的手性有机-无机杂化铅卤化物非线性倍频晶体的应用，其特征为用于光通讯或光存储。
【技术特征摘要】
1.一种手性有机-无机杂化铅卤化物非线性倍频晶体，其特征为该晶体的结构式为(c7h10n)pbbr3，金属八面体通过共面连接形成一维金属链，而1-乙基吡啶以左旋或者右旋的方式螺旋环绕在金属链周围；
2.如权利要求1所述的手性有机-无机杂化铅卤化物非线性倍频晶体，其特征为该材料在激光照射、相同测试条件下，其shg信号为参比标样尿素的11倍，为磷酸二氢钾kdp的111倍。
3.如权利要求1所述的手性有机-无机杂化铅卤化物非线性倍...
【专利技术属性】
技术研发人员：徐加良，程璞昕，信明阳，郑永申，卜显和，
申请(专利权)人：南开大学，
类型：发明
国别省市：
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