[发明专利]Zn2(VO4)(IO3)晶体及其制备方法和用途

说明书

技术领域

本发明涉及一种新型非线性光学晶体材料。

背景技术

非线性光学晶体，具有倍频效应(SHG)，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。非线性光学晶体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。目前实际应用的非线性光学晶体包括α-LiIO₃, KH₂PO₄ (KDP), KTiOPO₄(KTP), LiB₃O₅(LBO), β-BaB₂O₄(BBO), LiNbO₃(LNO)与 BaTiO₃(BTO)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。

二阶非线性光学晶体材料在结构上必须是非中心对称的。因此设计非线性光学材料的关键是如何诱导无心结构的形成及如何增加化合物的极化率，这是非线性光学材料设计与合成的难题。目前认为能产生无心结构的基团主要包括BO₃^3-, PO₄^3-等基团, 含孤对电子的离子如I(V)、Se(IV)、Te(IV)、Bi(III)、Pb(II)等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。基于已报道的研究，我们进一步对碘酸盐类非线性光学晶体材料进行探索工作，我们通过在含孤对电子的碘酸盐的化合物中引入可能发生姜-泰勒(Jahn-Teller)畸变的d¹⁰ 电子构型Zn²⁺阳离子，以及容易发生二阶姜-泰勒畸变的d⁰电子构型的过渡金属V⁵⁺阳离子，发现一例新的非线性光学晶体，并研究了其倍频效应。相关工作，至今未见文献报道。

发明内容

本发明的目的: (1) 提供一种化合物，该化合物由以下分子式代表：Zn₂(VO₄)(IO₃); (2)提供化合物Zn₂(VO₄)(IO₃)的制备方法; (3)提供化合物Zn₂(VO₄)(IO₃)的潜在应用。

本发明的技术方案如下：

本发明提供化学式为Zn₂(VO₄)(IO₃)的化合物，该化合物属于单斜晶系，空间群为Pc，晶胞参数为a = 5.2714(8) Å， b = 10.040(1) Å，c = 5.5070(8) Å，β = 101.32(1) º，Z = 2，晶胞体积为V = 285.79(7) ų。

化合物具有三维的骨架结构，结构中包含IO₃基团，VO₄四面体，Zn(1)O₅多面体和Zn(2)O₆八面体。Zn(1)O₅多面体通过共边，Zn(2)O₆八面体通过共顶点分别形成两种沿c轴方向的锌氧链，这两种链再通过共顶点形成位于bc平面的层。相邻的层进一步通过VO₄和IO₃基团连接形成复杂的三维结构。晶体结构如图1所示。