一种含镓的非线性光学晶体材料及其合成方法与应用与流程

技术特征：

1.一种晶体材料，其特征在于，具有式i所示的化学式；

a2li2ga3q6x式i

其中，a选自k、rb、cs的至少一种；q选自s或se；x选自cl或br。

2.根据权利要求1所述的晶体材料，其特征在于，所述晶体材料的晶体结构属于正交晶系，pna21空间群；

所述晶体材料的晶胞参数为α＝β＝γ＝90°，z＝2；

优选地，所述晶体材料的晶胞参数为α＝β＝γ＝90°，z＝2。

3.根据权利要求1所述的晶体材料，其特征在于，所述晶体材料在1910nm激光下相位匹配时的倍频强度是aggas2的0.3～2.0倍。

4.根据权利要求1所述的晶体材料，其特征在于，所述晶体材料在1064nm激光的损伤阙值是aggas2的3～25倍。

5.根据权利要求1所述的晶体材料，其特征在于，所述晶体材料是化学式为式i-1的晶体材料、化学式为式i-2的晶体材料、化学式为式i-3的晶体材料、化学式为式i-4的晶体材料中的一种；

cs2li2ga3s6cl式i-1

化学式为式i-1的晶体材料，属于正交晶系，pna21空间群，晶胞参数为α＝β＝γ＝90°，z＝2；

rb2li2ga3se6cl式i-2

化学式为式i-2的晶体材料，属于正交晶系，pna21空间群，晶胞参数为α＝β＝γ＝90°，z＝2；

k2li2ga3s6br式i-3

化学式为式i-3的晶体材料，属于正交晶系，pna21空间群，晶胞参数为α＝β＝γ＝90°，z＝2；

rb2li2ga3se6br式i-4

化学式为式i-4的晶体材料，属于正交晶系，pna21空间群，晶胞参数为α＝β＝γ＝90°，z＝2。

6.制备权利要求1至5任一项所述晶体材料的方法，其特征在于，至少包括以下步骤：

将含有钡源、锂源、镓源、q源、a源和x源的原料混合，置于真空条件下，加热至700～1100℃，保温不少于1小时后，以1～5℃/h的速率降温至300～500℃，然后冷却至室温，得到所述晶体材料；

其中，a选自k、rb、cs的至少一种；q选自s或se；x选自cl或br。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述原料中钡源、锂源、镓源、q源、a源和x源的摩尔比：

ba：li：ga：q：a：x＝1：1～3：2～6：4～10：1～10：1～10；

其中所述钡源的摩尔数以钡源中所含钡元素的摩尔数计；所述锂源的摩尔数以锂源中所含锂元素的摩尔数计；所述镓源的摩尔数以镓源中所含镓元素的摩尔数计；所述q源的摩尔数以q源中所含q元素的摩尔数计；所述a源的摩尔数以a源中所含a元素的摩尔数计；所述x源的摩尔数以x源中所含x元素的摩尔数计；

优选地，所述原料中，钡源选自ba单质中的至少一种；

锂源选自li单质、li2q、lix中的至少一种；

镓源选自ga单质、ga2q3中的至少一种；

q源选自q单质、li2q、ga2q3、a2q中的至少一种；

a源选自ax、a2q中的至少一种；

x源选自ax、lix中的至少一种；

进一步优选地，所述原料中，钡源为ba单质，锂源为li单质，镓源为ga单质，q源为s单质和/或se单质；a源和x源为ax。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述原料中钡单质、锂单质、镓单质、q单质、ax的摩尔比为：

ba：li：ga：q：ax＝1：1～3：2～6：4～10：1～10。

9.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述真空条件为10^-2～10^-1pa。

10.一种红外非线性光学晶体材料，其特征在于，含有权利要求1至5任一项所述晶体材料或根据权利要求6至9任一项所述方法制备得到的晶体材料。

技术总结
本申请公开了一种晶体材料、其合成方法及其在非线性光学中的应用。该晶体材料具有A2Li2Ga3Q6X的化学式，其中，A选自K、Rb、Cs的至少一种；Q选自S或Se；X选自Cl或Br。该晶体材料采用高温固相法合成。该晶体材料具有优良的红外非线性光学性能，非线性效应是商用AgGaS2的0.3‑2.0倍，激光损伤阈值是商用AgGaS2的3‑25倍，性能有很大的提高，是潜在的红外非线性光学材料。

技术研发人员：刘彬文;郭国聪;姜小明;徐忠宁;曾卉一
受保护的技术使用者：中国科学院福建物质结构研究所
技术研发日：2019.12.19
技术公布日：2021.03.30