[发明专利]一种红外非线性光学晶体、其制备方法及应用

权利要求书

1.一种红外非线性光学晶体，其特征在于，所述红外非线性光学晶体的分子式为Ba₁₈Zn₂₁Ga₆S₄₈，其晶胞参数为α＝β＝90°，γ＝120°，所述红外非线性光学晶体材料的晶体结构属于三方晶系，空间群为R3。

2.根据权利要求1所述的红外非线性光学晶体，其特征在于，Ba₁₈Zn₂₁Ga₆S₄₈的结构主要是由GaS₄四面体，Zn₄S₁₀超四面体及Zn₃GaS₁₀四聚体共顶点组成的二维层沿c方向堆积而成的三维阴离子框架，阳离子Ba²⁺和阴离子S^2–填充在骨架中。

3.根据权利要求2所述的红外非线性光学晶体，其特征在于，二维层的连接方式是GaS₄四面体的平行于二维层面的三个顶点分别交替连接一个Zn₄S₁₀超四面体和一个Zn₃GaS₁₀四聚体。

4.根据权利要求2所述的红外非线性光学晶体，其特征在于，层与层之间是通过GaS₄四面体的c方向的另一个顶点与相邻层的Zn₄S₁₀超四面体的–c方向的顶点通过共用S原子堆积成三维阴离子框架。

5.一种红外非线性光学晶体的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：将含有化合物BaS、化合物ZnS和化合物Ga₂S₃的原料置于真空条件下，通过高温固相法制备得到所述红外非线性光学晶体；所述原料中BaS、ZnS和Ga₂S₃的摩尔比为18:21:3；

所述高温固相法包括以下步骤：(1)将含有BaS、ZnS和Ga₂S₃的原料充分研磨压片后，真空条件下，置于850℃下，保温100小时，降温后得到纯相微晶粉末；

(2)将纯相微晶粉末置于920℃下，保持100小时；降温后得到所述红外非线性光学晶体；所述红外非线性光学晶体的颗粒尺寸能达到0.25mm；所述红外非线性光学晶体具有如下所示的分子式：

Ba₁₈Zn₂₁Ga₆S₄₈。

6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中的降温过程是：以不超过5℃/小时的速度程序降温至300℃后，自然冷却至室温，得到所述纯相微晶粉末；

步骤(2)中的降温过程是：以不超过5℃/小时的速度程序降温至300℃后，自然冷却至室温，得到所述红外非线性光学晶体。