[发明专利]一种二阶非线性光学晶体碘酸铂铅

说明书

技术领域

本发明属于二阶非线性光学材料及其合成。

背景技术

二阶非线性光学晶体在激光频率转换、光电通讯、光学信息处理和集成电路等高科技领域有着重要应用价值，例如潜艇深水通讯、激光致盲武器、海洋鱼群探测、光盘记录、彩色激光打印、激光投影电视、光计算和光纤通讯等。目前得到实际应用的二阶非线性光学晶体包括KH₂PO₄ (KDP)，KTiOPO₄ (KTP)，LiNbO₃ (LNO)，BaTiO₃(BTO)，α-LiIO₃，KIO₃等。随着激光技术的发展和可调谐激光器的出现，非线性光学器件发展迅速，激光倍频、混频、参量振荡与放大；电光调制、偏转、Q开关和光折变器件等相继出现。以上的这些研究与应用，对非线性光学材料提出了更多更高的物理、化学性能的要求，也促进了非线性光学材料的迅速发展。

    设计二阶非线性光学材料的关键是如何诱导非中心对称结构的形成及如何增加化合物的极化率，这也是二阶非线性光学材料设计与合成的重点和难点。科学研究表明容易产生非心结构的无机基团主要包括BO₃^3-、PO₄^3-、含孤对电子的离子（如I(V)、Se(IV)、Bi(III)、Pb(II)、Te(IV)等）以及畸变八面体配位的d⁰电子构型的过渡金属离子（如Ti(IV)、V(V)、Nb(V)、Ta(V)、Mo(VI)、W(VI)等）。目前含单一非线性光学活性基团的体系已被研究得较详细。研究表明采用复合方法，即将两种或更多种非线性光学活性基团复合到同一化合物中,利用其协同效应增大获得非心结构的几率并提高化合物的二阶非线性光学效应是一种合成新型二阶非线性光学材料的有效途径。我们将含孤对电子的Pb(II)离子引入到碘酸钾中，利用两种孤对电子极化作用的协同效应得到了一例性能优越的新型二阶非线性光学材料。有关这方面的研究尚无文献报道。

发明内容

    本发明的目的在于制备一种二阶非线性光学晶体碘酸铂铅。

 本发明得到了一种二阶非线性光学晶体碘酸铂铅，其化学式为PbPt(IO₃)₆(H₂O)，分子量为：1469.68，属三方晶系，空间群R3，单胞参数为a = 11.307(6) ?, b ＝ 11.307(6) ?，c = 11.242(9) ?，α = β = 90°，γ= 120°，V = 1244.79(14) ?³，Z = 3。碘酸铂铅呈三维网状结构，结构中的Pt⁴⁺离子与六个单齿配位的IO₃基团通过共顶点方式相连接形成零维[Pt(IO₃)₆]^2-阴离子单元。相邻的[Pt(IO₃)₆]^2-阴离子单元通过Pb²⁺离子进一步相互连接形成三维网状结构。

   其合成方法如下：

将PbCl₂，Pt(acac)₂（乙酰丙酮铂），I₂O₅和H₂O混合置于有聚四氟乙烯内衬的水热反应釜中（23 mL），在箱式电阻炉中于190℃反应四天，即可得到浅黄色块状PbPt(IO₃)₆(H₂O)晶体。

    本发明可用于:

非线性光学测试表明,碘酸铂铅[PbPt(IO₃)₆(H₂O)]具有优良的二阶非线性光学性能,在1064 nm激光照射下输出非常强的波长为532 nm的绿光,其粉末倍频系数(SHG)为KDP的8倍。预期在激光频率转换、电光调制、光折变信息处理等高科技领域有着重要应用价值。此类非线性光学材料在现代科学技术中，特别是若干军事和民用高科技领域中，例如潜艇深水通讯、激光致盲武器、海洋鱼群探测、光盘记录、彩色激光打印、激光投影电视、光计算和光纤通讯等，都有一系列重要应用。

具体实施方式

实例1：PbCl₂（0.028 g，0.10 mmol），Pt(acac)₂（乙酰丙酮铂）（0.058 g，0.14 mmol)，I₂O₅（2.672 g，8 mmol）和H₂O（5 mL）装入水热反应釜中混合均匀，密封，置于箱式电阻炉中，经过400 min从30℃升温到190℃，恒温反应四天，最后以3℃每小时降至30℃，可得到浅黄色透明块状晶体。