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水合硼酸盐和碘酸盐非线性光学材料的水热合成、晶体生长

作　者: 王文芮孜
导　师: 李如康
学　校: 中国科学院研究生院（理化技术研究所）
专　业: 凝聚态物理
关键词: 非线性光学晶体 水热法 水合硼酸盐 金属碘酸盐
分类号: O782
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
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内容摘要


在过去的五十年,硼酸盐体系的研究工作取得了长足进展,发现并且合成了许多化合物,其中一些具有非中心对称结构的化合物经过筛选,成功应用于现代科技的方方面面,硼酸盐的非线性光学晶体就是其中一类。其中,水合硼酸盐,例如:五硼酸钾KB5O8·4H2O是人们最早发现的真空紫外倍频晶体,通过相位匹配,可以获得波长为216.8nm的紫外光;正交相一水六硼酸二钙2CaO·3B2O3·H2O是一种潜在的的非线性光学材料。[IO3]-具有一孤对电子,当形成不具有中心对称结构的晶体时,常具有较强的热电、压电、非线性光学效应。以[IO3]-基团为结构单元堆积而成的金属碘酸盐,部分碘酸盐的[IO3]-基团在晶体结构中取向一致地排列,导致碘酸盐晶体材料具有较大的非线性光学系数。水热法和溶液法用于制备了许多新型的无机化合物。本论文工作正是采用这两种晶体生长方法具体研究了Sr2B11O16（OH）5 H2O和NaIO3·H2O单晶的生长,以及Ga（IO3）3化合物的新的合成方法。粉末倍频测试证明这些化合物都具有倍频效应,因此它们都是潜在的非线性光学材料。差热和热重用于测试Sr2B11O16（OH）5 H2O晶体的热稳定性。我们得到的晶体包含的结晶水数目与早前报道的天然的Sr2B11O16（OH）5 H2O矿物的结晶水数目不一致。基于Sr2B11O16（OH）5 H2O的晶体结构,在[B5O8（OH）]2-基团堆积的聚阴离子层与层之间,推测还可以容纳其他水分子。我们提出Sr2B11O16（OH）5 nH2O分子式,在本论文中得到的晶体的结晶水数目n值为2.26。

全文目录


摘要  3-4
Abstract  4-8
第一章 绪论  8-32
  1.1 硼与硼酸盐  8-9
  1.2 硼酸盐的基本结构单元  9-15
    1.2.1 水合硼酸盐的结构  9-12
    1.2.2 水合硼酸盐晶体结构特点  12-14
    1.2.3 典型的水合硼酸盐晶体结构  14-15
  1.3 水合硼酸盐的合成  15-18
    1.3.1 水热法简介  16-17
    1.3.2 水热法的分类  17
    1.3.3 水热法的矿化剂和反应容器  17-18
  1.4 碘酸盐非线性光学晶体材料  18-23
    1.4.1 碘酸根基团  18-19
    1.4.2 碘酸盐非线性光学材料简介  19-23
    1.4.3 近期碘酸盐化合物和晶体的研究  23
  1.5 本论文的研究目的和主要研究内容  23-27
  参考文献  27-32
第二章 Sr_2B_(11)O_(16)(OH)_5·nH_2O（n＝2.26）晶体水热法生长  32-41
  2.1 引言  32-35
  2.2 实验部分  35-36
    2.2.1 试剂与仪器  35-36
    2.2.2 样品的制备  36
  2.3 测试与结果讨论  36-39
    2.3.1 X 射线粉末衍射测试  36-37
    2.3.2 粉末倍频效应测试  37-38
    2.3.3 热分析  38-39
  2.4 本章小结  39-40
  参考文献  40-41
第三章 Ga(IO_3)_3多晶粉末合成与晶体培养  41-52
  3.1 引言  41-44
  3.2 实验部分  44-47
    3.2.1 试剂与仪器  44-45
    3.2.2 样品的制备  45-46
    3.2.3 X 射线粉末衍射测试  46-47
  3.3 晶体培养与结果讨论  47-50
    3.3.1 溶液法生长  47-48
    3.3.2 水热法生长  48-49
    3.3.3 结果讨论  49-50
  3.4 粉末倍频效应测试与结果讨论  50
  3.5 本章小结  50-51
  参考文献  51-52
第四章NaIO_3·H_2O 单晶生长  52-58
  4.1 引言  52-54
  4.2 实验部分  54-55
    4.2.1 试剂与仪器  54
    4.2.2 晶体培养  54-55
  4.3 测试与结果讨论  55-56
    4.3.1 X 射线粉末衍射测试  55-56
    4.3.2 粉末倍频效应测试  56
  4.4 本章小结  56-57
  参考文献  57-58
第五章 全文总结与展望  58-61
攻读硕士学位期间获得的主要成果  61-62
攻读硕士学位期间获得的奖励  62-63
致谢  63-64
图解索引  64-65
表格索引  65-66

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中图分类: > 数理科学和化学 > 晶体学 > 晶体生长 > 晶体生长工艺
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