[发明专利]一种毫米级管状R′xR1-xAl3(BO3)4晶体的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种宏观管状晶体的制备方法，特别涉及一种毫米级管状R′_xR_1-xAl₃(BO₃)₄非线性光学晶体及激光自倍频晶体的制备方法。

背景技术

近些年来，一维管状空心结构在纳米微米界一直受到广泛关注，自从碳纳米管被发现以后，各种各样的纳米或微米管被合成出来，例如氮化硼(BN)，碳化硼(BC)，还有备受关注的氧化锌ZnO纳米管。人们研究的对象往往是纳米管的场发射、光吸收、气体吸附、催化活性、磁特性、导电性等，同时，纳米管在界面材料学和医药生物领域也有潜在的应用前景。但是，管状晶体的制备一直以来都只限于微观尺寸；宏观管状晶体，如管子口径和长度都达到毫米甚至厘米量级的管状晶体还未见报道。

1962年，美国Bell实验室A.A.Ballman首次使用熔盐法，通过缓慢降温生长出一系列结构相同的稀土复合硼酸盐晶体RX₃(BO₃)₄，其中R＝Y、La-Lu；X＝Al、Cr、Ga。随后，A.D.MilIs报道了该类化合物的结构，它们与天然矿物碳酸钙镁石(CaMg₃(CO₃)₄)相同，属于三方晶系，空间群；其中，当R为Y、Pr、Nd、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb或Lu，且X＝Al时，RAl₃(BO₃)₄晶体具有非线性光学效应，可以作为一类潜在的非线性光学晶体；同时，这类RAl₃(BO₃)₄非线性光学晶体中的R³⁺离子容易被三价铬离子或其它稀土离子R′³⁺(R′为Cr、Yb、Nd、Tm、Ho、Er、Ce、Sm或Dy，R≠R′)部分取代，形成R′_xR_1-xAl₃(BO₃)₄晶体(0＜x≤0.5)，这一类晶体在激光自倍频方面有着广泛的应用前景。这两类晶体可以采用常用的助熔剂法生长出厘米级的块状晶体，然而，还未报到过具有管状结构的R′_xR_1-xAl₃(BO₃)₄晶体。

发明内容

本发明的目的在于提供一种毫米级管状R′_xR_1-xAl₃(BO₃)₄晶体的制备方法，该方法是采用助熔剂自发成核的技术制备出毫米级管状R′_xR_1-xAl₃(BO₃)₄晶体，该晶体具有空心六棱柱结构，该空心六棱柱结构长度为1～12mm，壁厚为0.1～0.5mm，空心直径为0.5～5mm。

本发明的技术方案如下：

本发明提供的毫米级管状R′_xR_1-xAl₃(BO₃)₄晶体的制备方法，其步骤如下：

1)晶体生长原料的制备及预处理：