本发明专利技术涉及BaGa2SiSe6化合物、BaGa2SiSe6非线性光学晶体及制法和用途；该BaGa2SiSe6化合物采用固相反应制备；BaGa2SiSe6非线性光学晶体采用高温熔体自发结晶法或坩埚下降法生长；在该BaGa2SiSe6非线性光学晶体的生长中晶体易长大且透明无包裹，具有生长速度较快，生长温度较低，成本低，容易获得较大尺寸晶体等优点；所得BaGa2SiSe6非线性光学晶体具有比较宽的透光波段，硬度较大，机械性能好，不易碎裂和潮解，易于加工和保存等优点；该BaGa2SiSe6非线性光学晶体可用于制作非线性光学器件。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种BaGa2SiSe6化合物、BaGa2SiSe6的非线性光学晶体(BaGa2SiSe6单晶)及该BaGa2SiSe6单晶的制备方法和该晶用于制作的非线性光学器件的用途。
技术介绍
具有非线性光学效应的晶体称为非线性光学晶体。这里非线性光学效应是指倍频、和频、差频、参量放大等效应。只有不具有对称中心的晶体才可能有非线性光学效应。利用晶体的非线性光学效应，可以制成二次谐波发生器，上、下频率转换器，光参量振荡器等非线性光学器件。激光器产生的激光可通过非线性光学器件进行频率转换，从而获得更多有用波长的激光，使激光器得到更广泛 的应用。根据材料应用波段的不同，可以分为紫外光区、可见和近红外光区、以及中红外光区非线性光学材料三大类。可见光区和紫外光区的非线性光学晶体材料已经能满足实际应用的要求；如在二倍频(532nm)晶体中实用的主要有 KTP (KTiOPO4)、BBO ( β -BaB2O4)、LBO (LiB3O5)晶体；在三倍频(355nm)晶体中实用的有 ΒΒ0、 LBOXBO(CsB3O5)可供选择。而红外波段的非线性晶体发展比较慢；红外光区的材料大多是 ABC2型的黄铜矿结构半导体材料，如AgGaQ2 (Q = S，Se, Te)，红外非线性晶体的光损伤阈值太低和晶体生长困难，直接影响了实际使用。中红外波段非线性光学晶体在光电子领域有着重要的应用，例如它可以通过光参量振荡或光参量放大等手段将近红外波段的激光(如1.064 μ m)延伸到中红外区；也可以对中红外光区的重要激光(如CO2激光，10. 6 μ m)进行倍频，这对于获得波长连续可调的激光具有重要意义。因此寻找优良性能的新型红外非线性光学晶体材料已成为当前非线性光学材料研究领域的难点和前沿方向之一。
技术实现思路
本专利技术目的在于提供一种化学式为BaGa2SiSe6的化合物。本专利技术另一目的在于提供一种BaGa2SiSe6非线性光学晶体。本专利技术再一目的在于提供BaGa2SiSe6非线性光学晶体的制备方法。本专利技术还有一个目的在于提供BaGa2SiSe6非线性光学晶体的用途。本专利技术的技术方案如下本专利技术提供一种化学式为BaGa2SiSe6的化合物。本专利技术提供的BaGa2SiSe6化合物的制备方法，其步骤如下将含Ba物质、含Ga物质、含Si物质和单质Se按照摩尔比Ba Ga Si Se = 1:2:1: 6的比例配料并混合均匀后，加热至750-950°C进行固相反应(原则上，采用一般化学合成方法都可以制备BaGa2SiSe6化合物；本专利技术优选固相反应法)，得到化学式为 BaGa2SiSe6的化合物；所述含Ba物质为钡单质或硒化钡；所述含Si物质为硅单质或二硒化硅；所述含Ga物质为镓单质或三硒化二镓。所述加热进行固相反应的步骤是将上述配料研磨之后装入石英管中，对石英管抽真空至IO-3Pa并进行熔化封装，放入马弗炉中，以10-60°c /小时的速率升温至 750-950°C，恒温48小时，待冷却后取出样品；对取出的样品重新研磨混匀再置于石英管中抽真空至10_3pa并进行熔化封装，再放入马弗炉内升温至700-950°C烧结24小时；将样品取出，并捣碎研磨得粉末状BaGa2SiSe6化合物。所述BaGa2SiSe6化合物可按下述化学反应式制备(l)BaSe+Ga2Se3+SiSe2 = BaGa2SiSe6 ；(2)BaSe+2Ga+Si+5Se = BaGa2SiSe6 ；(3)BaSe+Ga2Se3+Si+2Se = BaGa2SiSe6 ；(4) BaSe+2Ga+3Se+SiSe2 = BaGa2SiSe6 ；(5)Ba+2Ga+Si+6Se = BaGa2SiSe6 ；(6) Ba+Se+Ga2Se3+SiSe2 = BaGa2SiSe6 ；(7)Ba+4Se+2Ga+SiSe2 = BaGa2SiSe6 ；(8) Ba+3Se+Ga2Se3+Si = BaGa2SiSe6 ；本专利技术提供的BaGa2SiSe6非线性光学晶体不具备有对称中心，属三方晶系，空间群为 R3,其晶胞参数为a = b = 9.967(1) A, c = 9.047 (2) A, α = β = 90° , Y = 120。, Z =3，V= 778.3 A3。本专利技术提供的BaGa2SiSe6非线性光学晶体的制备方法，其为高温熔体自发结晶法生长BaGa2SiSe6非线性光学晶体，其步骤为将粉末状BaGa2SiSe6化合物加热至熔化得高温熔液并保持48-96小时后，以3-5°C /小时的降温速率降温至室温，得到黄色透明的 BaGa2SiSe6 晶体。所述粉末状BaGa2SiSe6化合物的制备如下将含Ba物质、含Ga物质、含Si物质和单质Se按照摩尔比Ba Ga Si Se = 1:2:1: 6的比例配料并混合均匀后，加热至750-950°C进行固相反应(原则上，采用一般化学合成方法都可以制备BaGa2SiSe6化合物；本专利技术优选固相反应法)，得到化学式为 BaGa2SiSe6的化合物；所述含Ba物质为钡单质或硒化钡；所述含Si物质为硅单质或二硒化硅；所述含Ga物质为镓单质或三硒化二镓。所述BaGa2SiSe6化合物可按下述化学反应式制备(l)BaSe+Ga2Se3+SiSe2 = BaGa2SiSe6 ；(2)BaSe+2Ga+Si+5Se = BaGa2SiSe6 ；(3)BaSe+Ga2Se3+Si+2Se = BaGa2SiSe6 ；( 4) BaSe+2Ga+3Se+SiSe2 = BaGa2SiSe6 ；(5)Ba+2Ga+Si+6Se = BaGa2SiSe6 ；(6) Ba+Se+Ga2Se3+SiSe2 = BaGa2SiSe6 ；(7)Ba+4Se+2Ga+SiSe2 = BaGa2SiSe6 ；(8) Ba+3Se+Ga2Se3+Si = BaGa2SiSe6 ；本专利技术提供的BaGa2SiSe6非线性光学晶体的再一制备方法，其为坩埚下降法生长 BaGa2SiSe6非线性光学晶体，其步骤如下将粉末状BaGa2SiSe6化合物放入晶体生长装置中，缓慢升温至其熔化，待其完全熔化后，晶体生长装置以O. 1-1. Omm/h的速度垂直下降，在晶体生长装置下降过程中进行 BaGa2SiSe6非线性光学晶体生长，其生长周期为10_20天；本专利技术的坩埚下降法生长BaGa2SiSe6非线性光学晶体还包括对BaGa2SiSe6非线性光学晶体的后处理晶体生长结束后，仍将晶体留在生长炉中进行退火，以不大于30 IOO0C /小时的速率降温至室温(优选降温速率30 50°C /小时)。采用上述两种方法均可获得尺寸为厘米级的BaGa2SiSe6非线性光学晶体；使用大尺寸坩埚，并延长生长期，则可获得相应较大尺寸BaGa2SiSe6非线性光学晶体。根据晶体的结晶学数据，将晶体毛坯定向，按所需角度、厚度和截面尺寸切割晶体，将晶体通光面抛光，即可作为非线性光学器件使用，该BaGa2SiSe6非线性光学晶体具有物理化学性能稳定，硬度较大，机械性能好，不易碎裂，不易潮解，易于加工和保存等优点； 所以本专利技术还进一步提供BaGa2SiSe6非线性光学晶体的用途，该Ba本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种化学式为BaGa2SiSe6的化合物。
【技术特征摘要】
1.一种化学式为BaGa2SiSe6的化合物。2.—种权利要求1所述BaGa2SiSe6化合物的制备方法，其步骤如下 将含Ba物质、含Ga物质、含Si物质和单质Se按照摩尔比Ba Ga Si Se =1:2:1: 6的比例配料并混合均匀后，加热至750-950°C进行固相反应，得到BaGa2SiSe6化合物；所述含Ba物质为钡单质或硒化钡；所述含Si物质为硅单质或二硒化硅；所述含Ga物质为镓单质或三硒化二镓。3.按权利要求2所述BaGa2SiSe6化合物的制备方法，其特征在于，所述加热进行固相反应的步骤是将所述配料研磨之后装入石英管中，对石英管抽真空至10_3pa并进行熔化封装，放入马弗炉中，以10-60°C /小时的速率升温至750-950°C，恒温48小时，待冷却后取出样品；对取出的样品重新研磨混匀再置于石英管中抽真空至10_3pa并进行熔化封装，再放入马弗炉内升温至700-950°C烧结24小时，之后取出所得物质，并捣碎研磨得粉末状BaGa2SiSe6 化合物。4.一种BaGa2SiSe6非线性光学晶体，该BaGa2SiSe6非线性光学晶体不具有对称中心，属三方晶系，空间群为R3,其晶胞参数为a = b = 9.967(l) A, c = 9.047 (2)A, α = β =90° , y = 120。，Z = 3，V= 778.3 A3。5.一种权利要求4所述BaGa2SiSe6非线性光学晶体的制备方法，其为高温熔体自发结晶法生长BaGa2SiSe6非线性光学晶体，其步骤为将粉末状BaGa2SiSe6化合物加热至熔化得高温熔液并保持48-96小时后，以3-5°C /小时...
【专利技术属性】
技术研发人员：姚吉勇，尹文龙，冯凯，梅大江，傅佩珍，吴以成，
申请(专利权)人：中国科学院理化技术研究所，
类型：发明
国别省市：
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