氘化磷酸二氘銨晶體及生長方法
2023-05-01 17:09:01
專利名稱：氘化磷酸二氘銨晶體及生長方法
技術領域：
本發明屬晶體材料領域背景技術人們對含有磷酸鹽水溶液晶體的研究始於二十世紀五十年代，這類晶體包括KDP(KH2PO4)、KD*P(KD2PO4)、ADP(NH4H2PO4)、RDP(RbH2PO4)它們都屬於四方晶系42m點群，現在已被廣泛的應用於二次、三次和四次諧波的發生，同時因其具有較大的線性電光效應而被廣泛用做Nd:YAG、Nd:YLF、Ti:Sapphire雷射器的調Q器件。最為主要的是這些晶體容易生長出高質量，大截面的單晶，而其成本相對於其他非線性光學晶體和電光晶體要低的多。
在這一系列的磷酸鹽晶體家族中，ADP(NH4H2PO4)中的部分氫原子被重氫原子取代後生成(NH3D)D2PO4，由於重氫原子的質量數比氫原子大一倍，將會引起這種晶體的一系列物理性質發生改變(如相變點、電光性質和鐵電性質)，至今為止還沒有關於(NH3D)D2PO4晶體方面的研究報導。
發明內容
本發明的目的就在於合成出一種電光係數大，高質量，大截面的(NH3D)D2PO4晶體。具體的技術方案為下列步驟1、原料的合成採用高純五氧化二磷和重水配置飽和的磷酸溶液，然後通入乾燥的氨氣，得到(NH3D)D2PO4的重水溶液。
反應方程式
2、調節溶液PH值調節(NH3D)D2PO4溶液的PH值，範圍為2.5~3.5。
3、製取高純的溶液用0.15微米的濾膜來過濾(NH3D)D2PO4溶液。
4、選取籽晶用Z-切的ADP(NH4)H2PO4)的晶體做籽晶。
5、晶體生長運用吊籽晶的方法來得到溶液飽和點，將溶液的溫度調到高於飽和溫度的1~4℃。
6、將獲取的籽晶切成Z方向的晶種，兩小時降溫至溶液的飽和點，控制降溫速度(0.1~0.05℃/天)進而控制晶體生長速度，就可以得到(NH3D)D2PO4晶體。
用Siemens SMART CCD面探測儀上測得(NH3D)D2PO4[AD*P]屬於四方晶系的-42m點群，晶胞參數為a＝7.5，c＝7.55，分子量為118KDP、K D*P、ADP的電光係數分別為r63＝11.0×10-12m/v、r63＝24.1×10-12m/v、r41＝23.41×10-12m/v，從而推得(NH3D)D2PO4[AD*P]具有較大的電光係數、優良的鐵電性能，因此它是一種值得去研究和開發的有著廣泛應用前景的晶體材料。
具體實施例方式
以下舉出實現本發明的優選方式合成(NH3D)D2PO4晶體1、配製(NH3D)D2PO4溶液(1)配置D3PO4溶液將高純的P2O5粉末500克(約3.52摩爾)裝入1000毫升的圓底燒瓶，將400毫升的重水分五次加入到滴定管中，控制滴定速度為30滴/分鐘。並適當搖晃圓底燒瓶，使P2O5粉末能夠與重水充分接觸並溶解，得到7摩爾的D3PO4溶液約400毫升。
(2)將配好的D3PO4溶液回流20小時，以便除去生成2D3PO4的過程中產生的副產物多磷酸鹽。
(3)用重水稀釋上述D3PO4溶液，配置成800ml的D3PO4溶液。
(4)將純淨的氨氣通入D3PO4溶液，生成(NH3D)D2PO4溶液780ml，並保持溶液的溫度不低於65℃。
2、提純(NH3D)D2PO4溶液將配置好的(NH3D)D2PO4溶液進行抽濾兩遍，第一次用0.65微米的濾紙，第二次用0.15微米的濾紙抽濾，以便除去不溶性雜質對晶體生長的影響，得到760ml的高純(NH3D)D2PO4溶液，在這個過程中保持溶液的溫度不低於65℃。
3、調節(NH3D)D2PO4溶液的PH值和飽和點將提純後的(NH3D)D2PO4溶液抽到浸泡在溫度為62℃水槽中的1000毫升的圓底燒瓶中，用「PH計」來測量(NH3D)D2PO4溶液的PH值，使其PH值調節到3.4；運用「吊籽晶」的方法來調節飽和點，此溶液的飽和點為58℃。
4、控制水槽的溫度為60℃，保持水槽溫度恆溫24小時並攪拌(NH3D)D2PO4溶液。
5、以Z方向切的ADP(30×30×5mm)的晶體為籽晶，兩小時降溫至溶液的飽和點，之後控制降溫速度為0.05℃/天，(NH3D)D2PO4晶體開始生長。
6、30天後可以得到35×38×50mm的AD*P晶體。
權利要求
1.氘化磷酸二氘銨晶體屬於四方晶系的-42m點群，晶胞參數為a＝7.5，c＝7.55，分子量為118。
2.一種權利要求1的氘化磷酸二氘銨晶體的生長發法，包括以下步驟(1)原料的合成採用高純五氧化二磷和重水配置飽和的磷酸溶液，然後通入乾燥的氨氣，得到(NH3D)D2PO4的重水溶液(2)調節溶液PH值調節(NH3D)D2PO4溶液的PH值，範圍為2.5~3.5；(3)製取高純的溶液用0.15微米的濾膜來過濾(NH3D)D2PO4溶液；(4)選取籽晶用Z-切的ADP(NH4)H2PO4)的晶體做籽晶；(5)晶體生長運用吊籽晶的方法來得到溶液飽和點，將溶液的溫度調到高於飽和溫度的1~4℃；(6)將獲取的籽晶切成Z方向的晶種，兩小時降溫至溶液的飽和點，降溫速度0.1~0.05℃/天。
全文摘要
一種氘化磷酸二氘銨晶體及其生長方法，屬於晶體生長領域。氘化磷酸二氘氨晶體屬於四方晶系的－42m點群，晶胞參數為a＝7.5，c＝7.55，分子量為118KDP、K D＊P、ADP的電光係數分別為r
文檔編號C30B29/10GK1796617SQ20041001166
公開日2006年7月5日 申請日期2004年12月28日 優先權日2004年12月28日
發明者崔傳鵬, 曾金波, 林秀欽, 潘建國, 林羽 申請人:中國科學院福建物質結構研究所