碘酸盐非线性光学晶体材料的生长及其结构分析

碘酸盐非线性光学晶体材料的生长及其结构分析

论文摘要

碘酸根具有一未成对电子对,当形成不具有对称中心结构的晶体时,常具有较强的热电、压电、非线性光学效应。本文作者在170℃下用水热法制备了六种金属碘酸盐的单晶,并对它们的结构进行解析。X射线单晶结构分析表明,所制得的NaIO3·H2O以单斜空间群C2结晶,a = 14.175(3),b = 3.6688(3),c =9.666(1),β= 124.41(1)°,Z = 4。它是一种新的结构类型,可以看作是一种层状化合物,是由IO3-基团包裹着NaO7多面体通过共享边组成的二维层。Al(IO3)3以非心空间群P63结晶,晶胞参数为a = 9.003(1),c =5.2406(5),Z = 2。Al(IO3)3是由桥IO3-基团把轻微畸变的AlO6八面体连接起来组成三维极化网。Ga(IO3)3以P63群结晶,晶胞参数为a = 9.0924(5),c =5.2862(8),V=378.47(6) 3,Z = 2。在Ga(IO3)3结构中,每个Ga3+离子与6个氧原子配位形成一个轻微扭曲的八面体构型,GaO6八面体沿63螺旋轴排列,并通过桥IO3-基团连接成三维网。In(IO3)3以六方晶系结晶,空间群为P63,a = 9.5463(8),c =5.2745(8),Z = 2。In(IO3)3是一种新的化合物,含有轻微畸变的InO6八面体,此八面体通过IO3-基团连接,组成一个三维网。Ce(IO3)3是一种新的多型体,空间群为P21/n,晶胞参数为:a = 13.56(2),b = 8.565(9),c =7.24(12),β= 99.7(3)°,V = 826(2)3。它的晶体结构是由CeO9多面体通过共用边形成一维长链,这些长链通过桥IO3-基团互相穿插形成二维层,这些层再通过长的I…O键连接在一起形成一个无限延伸的三维网。Nd(IO3)3是一种新的多型体,属于单斜晶系,空间群为:P21/n,晶胞参数为:a = 8.859(1),b = 5.9296(5),c =15.301(3),β= 96.95(1)°,Z = 4。它的晶体结构是由NdO9多面体通过共边组成一维长链,这些长链通过桥IO3-基团连接成层,这些层再由弱的I-O键结合在一起形成三维网。在这六种金属碘酸盐中,NaIO3·H2O,Al(IO3)3,Ga(IO3)3和In(IO3)3四种晶体都是以非中心对称空间群结晶的,碘酸根基团取向一致的排列方式使得它们的结构都有极化性,因此它们是潜在的非线性光学材料。

论文目录

  • 摘要
  • ABSTRACT
  • 第1章 绪论
  • 1.1 碘酸根基团简介
  • 1.2 碘酸盐非线性光学材料的性能及应用
  • 1.3 碘酸盐晶体生长的研究进展
  • 1.4 水热法的研究发展
  • 1.5 研究思路与内容
  • 1.5.1 研究思路
  • 1.5.2 研究内容
  • 第2章 实验方法与原理
  • 2.1 水热法生长晶体
  • 2.1.1 水热法生长晶体的原理
  • 2.1.2 碘酸盐晶体的生长
  • 2.2 单晶结构测定
  • 2.3 X━射线粉末衍射
  • 2.4 红外光谱
  • 2.5 本章小结
  • 3·H2O的水热合成和晶体结构'>第3章 NaIO3·H2O的水热合成和晶体结构
  • 3.1 样品制备和晶粒形态
  • 3·H2O 的X-射线粉末衍射'>3.2 NaIO3·H2O 的X-射线粉末衍射
  • 3·H2O 的红外光谱'>3.3 NaIO3·H2O 的红外光谱
  • 3.4 晶体结构
  • 3.4.1 晶体结构测定
  • 3.4.2 结果和讨论
  • 3.5 本章小结
  • 3)3,Ga(IO33和In(IO33的水热合成和晶体结构'>第4章 Al(IO33,Ga(IO33和In(IO33的水热合成和晶体结构
  • 4.1 样品制备和晶粒形态
  • 3)3和Ga(IO33的X-射线粉末衍射'>4.2 Al(IO33和Ga(IO33的X-射线粉末衍射
  • 3)3和Ga(IO33的红外光谱'>4.3 Al(IO33和Ga(IO33的红外光谱
  • 4.4 晶体结构
  • 4.4.1 晶体结构测定
  • 4.4.2 结果和讨论
  • 4.5 本章小结
  • 3)3和Nd(IO33的水热合成和晶体结构'>第5章 Ce(IO33和Nd(IO33的水热合成和晶体结构
  • 5.1 样品制备和晶粒形态
  • 3)3和Nd(IO33的X-射线粉末衍射'>5.2 Ce(IO33和Nd(IO33的X-射线粉末衍射
  • 3)3和Nd(IO33的红外光谱'>5.3 Ce(IO33和Nd(IO33的红外光谱
  • 5.4 晶体结构
  • 5.4.1 晶体结构测定
  • 5.4.2 结果和讨论
  • 5.5 本章小结
  • 结论
  • 参考文献
  • 攻读硕士学位期间发表的学位论文
  • 致谢
  • 相关论文文献

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