导读:本文包含了硼酸盐晶体论文开题报告文献综述及选题提纲参考文献，主要关键词:硼硅酸盐,硼酸盐,磷酸盐氟化物,晶体结构
硼酸盐晶体论文文献综述
柴坤[1]（2019）在《硼硅酸盐、硼酸盐和磷酸盐氟化物紫外光学晶体的制备及性能研究》一文中研究指出光电功能晶体材料,因其在激光和光电子学方面的广泛应用,而成为材料科学与工程领域研究的一个热点。本论文以探索新型的光电功能晶体材料为目标,基于国内外光电功能晶体材料的研究现状,提出了在硼硅酸盐、硼酸盐和磷酸盐氟化物体系中设计、合成新材料的研究思路。通过高温溶液法,成功合成了一系列紫外光学晶体,并对这些化合物的进行了性能研究和理论计算,取得的主要成果如下:1.CsBSi_5O_(12)采取向硼酸盐中引入SiO_4的合成策略,在封闭体系中利用高温溶液法获得了非中心对称的CsBSi_5O_(12)单晶。借助单晶X-ray衍射技术,我们收集了该化合物的单晶数据。它具有类沸石结构:Si/BO_4四面体通过共享氧连接成带有大小两种孔道的叁维结构,这两种孔道沿c轴延伸,其中Cs原子填充在大的孔道中以维持电荷平衡,小的孔道中无Cs原子填充。此外,我们进行了详细的结构对比,包括CsBSi_5O_(12)与其他被报道的Cs的硼硅酸盐、CsBGe_5O_(12)。另外,我们测试了其红外光谱,漫反射光谱,粉末倍频效应在内的光学性质。它的SHG效应约为0.2倍KDP。漫反射光谱显示,其紫外截止边低于200 nm,意味着该化合物在深紫外区域可能有一定用途。同时,我们利用第一性原理计算揭示了其线性、非线性光学性质来源。2.RbBSi_2O_6在封闭体系中,采用高温溶液法制备出同质多晶型的I4?3d相RbBSi_2O_6单晶。它的晶体结构由单晶X-ray衍射技术确定。该化合物具有类白榴石结构:Si/BO_4四面体通过共用氧原子顶点连接成含有孔道和空腔的叁维结构,Rb原子填充其中。除了制备出RbBSi_2O_6的粉末多晶外,我们也合成了相同化学计量比的CsBSi_2O_6的粉末多晶,并进行了两个化合物的红外(IR)和紫外-可见-近红外(UV-Vis-NIR)漫反射光谱测试。结果表明,RbBSi_2O_6的紫外截止边低于180 nm,CsBSi_2O_6的紫外截止边低于185 nm,表明它们在深紫外波段有一定应用的可能性。此外,我们也计算了RbBSi_2O_6的能带结构和偏态密度。3.A_2CaPO_4F(A=K,Rb)两个碱金属-碱土金属复合的磷酸盐氟化物——A_2CaPO_4F(A=K,Rb)通过高温溶液法被成功合成。这两个化合物彼此同构且都属于正交晶系的Pnma空间群。它们的叁维结构由孤立PO_4基团将一维无限延伸的之字形的[FA_2Ca]链相互连结而成。结构中由[FA_4Ca_2]八面体沿着c方向共面连接而成的之字形链属于一维的类钙钛矿结构。同时,基于阳离子尺寸效应,我们剖析了在A_2MPO_4F(A=K,Rb;M=Ba,Ca)中碱土金属阳离子对类钙钛矿结构骨架的调控作用。另外,漫反射测试结果表明K_2CaPO_4F和Rb_2CaPO_4F的紫外截止边分别低于242和248 nm,意味着它们可能用于紫外光学领域。除此之外,采用第一性原理计算被研究了两个化合物的电子结构与光学性质之间的关系。4.Rb_4Pb_2B_7O_(14)F成功获得一例新的罕见的碱金属与铅复合的硼酸盐氟化物——Rb_4Pb_2B_7O_(14)F。它结晶于单斜晶系的P2_1/c空间群,其复杂的3D晶体结构可以看作是由孤立的PbO_3,PbO_3F,B_7O_(14)基团将RbO_7F和RbO_6F多面体构成的层连接而成。据我们所知,它是第四例只含孤立B_7O_(14)的无水硼酸盐。第一性原理计算结果表明,该化合物为间接带隙,带隙计算值为4.18 eV;双折射率Δn=0.026@1064 nm;对其光学性质作主要贡献的的是Pb-O和B-O。5.LiRbB_8O_(13)一例复合碱金属硼酸盐——LiRbB_8O_(13)被成功合成。它的结构包含由基本构筑单元(FBB)——B_8O_(16)基团共享氧原子连接形成两种独立的相互穿插的3D B-O框架,而阳离子Li~+和Na~+填充在孔道、空腔中。据我们所知,在无水的复合碱金属硼酸盐中,这种含两种独立穿插的3D B-O框架化合物是不多见的。第一性原理计算结果表明:LiRbB_8O_(13)为间接带隙化合物,带隙计算值为5.81 eV;双折射率Δn=0.08@1064 nm,说明其可能作为双折射晶体;其光学性质主要来源于B-O基团。(本文来源于《石河子大学》期刊2019-06-01）
史昱彤[2]（2019）在《碱金属水合硼酸盐深紫外非线性光学晶体的探索》一文中研究指出紫外非线性光学(UV NLO)晶体由于其在光电子技术中的重要应用而受到广泛的关注。多年来,人们对新颖、优良的紫外NLO晶体的探索从未停止过。然而,目前已发现的许多NLO材料由于自身的缺陷而不能满足实际应用的需要。因此,新型UV NLO材料的开发还在进行中。到目前为止,虽然紫外NLO材料的探索系统涉及硼酸盐、磷酸盐、碳酸盐和硝酸盐,但大量的理论和实验研究表明,硼酸盐仍然是最有希望产生紫外谐波的候选材料。众所周知,硼是一种亲氧元素,可以通过sp~2杂化轨道或sp~3杂化轨道结合形成硼氧平面叁角形[BO_3]或四面体[BO_4]。这些BO_3和BO_4单元可以由不同的B_xO_y基团组成,通过共用的氧原子形成孤立的或无限的团簇、链、片和框架结构。值得注意的是,这些不同的B_x O_y基团被认为是影响其光学性能的主要因素。此外,碱金属或碱土金属的引入可以有效地增大化合物的带隙。经过大量文献调研,我们发现水合硼酸盐晶体具有较大的探索空间,原因有二:(1)H原子的引入可以产生氢键,易于使硼氧结构产生畸变,进而产生非中心对称结构;(2)H原子的连接位点变换很灵活,既可以与O原子形成羟基,也可以与O原子形成H_2O。这些因素大大丰富了水合硼酸盐的结构,为水合硼酸盐非线性光学晶体的设计合成奠定理论基础。由于时间有限,我们只探索了碱金属水合硼酸盐深紫外非线性光学晶体,我们利用乙醇溶剂热方法成功合成了4例水合硼酸盐深紫外光学晶体,即中心对称的LiRbB_5O_8(OH)?H_2O(LRB),Rb_2B_6O_9(OH)_2,Cs_2B_(10)O_(14)(OH)_4·H_2O和非中心对称K_2B_5O_8(OH)·2H_2O(K2B5)。其中,K2B5分别在1969年和2006年被Marezio等人~([1])和Liu Zhihong等人~([2])报导过,但是其非线性光学性质以及其他一些物理性质并没有被充分的研究表征,而另外叁例中心对称晶体均是第一次被报道。我们对4种晶体进行了单晶结构决定、热分析、紫外-可见光-近红外漫反射光谱测试、红外光谱测试、理论计算等,对K2B5还进行了粉末激光损伤阈值测量和粉末倍频系数测定。在结构方面,值得一提的是,K2B5和LRB具有相同的基本单元结构块B_5O_(10)(OH),但是其H原子连接位点不同,且互相之间的连接模式也不同,加之阳离子的尺寸效应,化合物LRB和K2B5分别结晶在P2_1/n中心对称空间群和非中心对称空间群Pna2_1。紫外-可见光-近红外漫反射测试表明它们具有较短的紫外截止边(<200 nm),理论带隙计算也表明它们都具有宽的带隙,而且值得注意的是,化合物K2B5具有较高的激光损伤阈值和中等的二次谐波(SHG)强度(0.84×KDP)。(本文来源于《中国科学院大学(中国科学院上海硅酸盐研究所)》期刊2019-06-01）
周晨[3]（2019）在《含孤立B-O基元的碱土金属硼酸盐的设计、合成及溴硼酸钾晶体生长工艺的研究》一文中研究指出硼酸盐具有结构多样性的特点,这主要源于BO_3平面叁角形和BO_4多面体通过不同的桥联方式连接成结构形式各异的B-O基元,并使化合物具有特殊的性能。本论文主要基于以下策略在硼酸盐体系中开展新材料研发及晶体生长研究:(a)基于阴离子基团理论,孤立的硼氧基团共平面或平行排列有益于产生大的光学各向异性和极化率,进而获得大的双折射率和非线性光学效应;(b)在结构中引入具有立构活性孤对电子的阳离子Pb~(2+)离子等,也利于产生大的双折射率;(c)通过调控阳离子与硼的比例设计含有目标功能基元的化合物;(d)离子共替代策略等方法可有效地指导新化合物合成,加速新材料的研发。相应的新化合物探索以及晶体生长的研究结果如下:(1)双折射晶体Pb_8Mg_x Ca_(1-x)(BO_3)_6(x=0,0.4,1)的合成与性能表征采用高温熔液法合成了叁例新的同构铅硼酸盐:Pb_8Mg_xCa_(1-x)(BO_3)_6(x=0,0.4,1)。叁例化合物的单晶结构均由BO_3平面叁角形、Pb(2)O_9多面体以及扭曲的Pb(1)O_5多面体相互连接构成延c方向迭加的_∞[Pb_8B_6O_(18)]~(2-)双层,而MgO_6(CaO_6或Mg_(0.4)Ca_(0.6)O_6)多面体填充在层间形成最终的叁维网状结构。结构关系分析表明,扭曲的Pb(1)O_5多面体与近平行排列的BO_3叁角形对该化合物的折射率给予了相当大的贡献。第一性原理计算表明:Pb_8Mg(BO_3)_6和Pb_8Ca(BO_3)_6有着较大的双折射率,分别为0.15和0.12@1064 nm。因此,这叁例新的具有优异双折射率的铅硼酸盐有望成为在可见-近红外波段应用的双折射材料。(2)Li_(3.366)Mg_(0.317)B_2O_5的合成与性能表征采用高温熔液法在Li_2O-MgO-B_2O_3体系中合成了第一例二聚硼酸盐:Li_(3.366)Mg_(0.317)B_2O_5。该晶体结构特点为:孤立的B_2O_5基元与Li(2)O_5多面体连接形成在a轴方向迭加的_∞[Li_2(2)B_2O_5]双层结构,层与层之间由共占位的Li(1)/Mg原子填入,形成最终的叁维网络结构。该晶体结构中存在罕见的共面连接的Li(2)O_5链,相同的连接方式仅在它的母体化合物β-Li_4B_2O_5中发现。此外,本文还研究了Li_(4-2x)Mg_xB_2O_5(x=0,0.317,2)中B_2O_5的两个BO_3叁角形之间的扭转角和二面角的变化关系,进一步探讨了引入阳离子Mg~(2+)对其晶体结构中功能基元的调控作用。(3)K_3B_6O_(10)Br非线性光学晶体的生长工艺优化及光学性能表征K_3B_6O_(10)Br晶体是一种性能优异的非线性光学晶体,具有宽的透光波段、大的非线性光学系数、合适的双折射率及良好的稳定性,在紫外激光频率转换领域具有重要的应用。但是,当前K_3B_6O_(10)Br晶体生长的助熔剂为含有PbO的非自助熔剂,助熔剂中的Pb~(2+)离子会以杂质的形式进入晶格中从而导致晶体在200-260 nm紫外波段产生严重的吸收,从而限制了K_3B_6O_(10)Br晶体在紫外波段的应用,并降低了晶体的激光损伤阈值。因此,本文探索了K_3B_6O_(10)Br晶体的自助熔剂体系,并开展了晶体生长工艺的研究,获得了在紫外区具有高透光率的K_3B_6O_(10)Br晶体。透过光谱显示:该晶体在200-260 nm波段吸收减弱,结合元素分析测试证实了在含铅助熔剂体系中Pb~(2+)离子对紫外波段透过率会产生不利影响。此外,通过棱镜耦合技术首次测试分析了其折射率随温度的变化情况、分析了其相位匹配角随温度的变化关系。实验结果表明:在室温到100 ~oC的温度下,K_3B_6O_(10)Br晶体的折射率和相位匹配角受温度的影响较小,有利于获得稳定的激光倍频输出。(本文来源于《新疆大学》期刊2019-05-23）
张亚华[4]（2018）在《含Zn(Cd)及碱金属的新型硼酸盐晶体的探索合成与结构性质研究》一文中研究指出本论文采用高温溶液法生长出叁个含有碱金属以及Zn(Cd)的五硼酸盐晶体:KNa_2CdB_5O_(10),Na_3Zn_(0.912)Cd_(0.088)B_5O_(10),和Na_3Zn_(0.845)Mg_(0.155)B_5O_(10)。挑选质量好的单晶进行了X射线衍射强度数据收集,使用Rigaku AFC7R X射线四圆单晶衍射仪,运用SHELX-2013软件对晶体结构进行了解析,并通过红外吸收光谱、紫外-可见漫反射吸收光谱以及固态荧光光谱等测试方法对其进行了光学性质表征。另外,还计算了KNa_2CdB_5O_(10)的电子结构。单晶KNa_2CdB_5O_(10)的合成以K_2B_4O_7·4H_2O,Na_2CO_3,CdO,H_3BO_3,Bi_2O_3,和PbO为原料,按照一定的配比将其在750℃熔化,再以0.5～5℃/h的速率从750℃缓慢降温至300℃,制得KNa_2CdB_5O_(10)晶体。单晶X射线结构分析表明,它代表了一种新的五硼酸盐结构类型,该化合物属于Pccn空间群,晶胞参数为:a=18.4555(13)(?),b=8.3040(10)(?),c=12.8772(9)(?),V=1973.5(3)(?)~3,Z=8。其晶体结构的基本单元是1个BO_4四面体和4个BO_3叁角形基团构成的[B_5O_(10)]~(5-)双六元环结构。每个[B_5O_(10)]~(5-)基团都与周围相邻的4个不同的CdO_4四面体通过共用终端氧原子连接形成一个无限伸展的二维[CdB_5O_(10)]_n~(3n-)层,K~+和Na~+位于层与层之间的空隙以及层内的交叉孔道中用于平衡电荷。紫外-可见漫反射吸收光谱测试显示,其光学能隙值约为3.44eV。固态荧光发射光谱测试得到其发射峰位于386nm。能带结构计算表明该物质是间接能隙绝缘体,计算得到的能量间隙(3.68eV)接近其实验值。单晶Na_3Zn_(0.912)Cd_(0.088)B_5O_(10)和Na_3Zn_(0.845)Mg_(0.155)B_5O_(10)采用与KNa_2CdB_5O_(10)相同的方法分别在780℃和770℃制得。采用单晶X射线结构分析法对它们的晶体结构进行了表征,其中Na_3Zn_(0.912)Cd_(0.088)B_5O_(10)属于Pbca空间群,晶胞参数为:a=7.9407(14)(?),b=12.293(2)(?),c=18.0684(19)(?),V=1763.7(5)(?)~3,Z=8。Na_3Zn_(0.845)Mg_(0.155)B_5O_(10)属于Pbca空间群,晶胞参数:a=7.8931(12)(?),b=12.2555(12)(?),c=18.0874(11)(?),V=1749.7(3)(?)~3,Z=8。它们的基本晶体结构单元也是双环的[B_5O_(10)]~(5-)基团。该基团与金属阳离子M~(2+)(M=Zn/Cd,Zn/Mg)为中心形成的MO_4四面体共用氧原子形成二维的[MB_5O_(10)]_n~(3n-)层,Na~+位于层之间平衡电荷。紫外-可见漫反射吸收光谱测试显示光学能隙值分别为2.95eV和3.10eV。固态荧光发射光谱测试得到发射峰位分别位于537 nm和528 nm。(本文来源于《北京工业大学》期刊2018-05-01）
郎花[5]（2018）在《我区首次合成碱土金属氟硼酸盐深紫外非线性光学晶体》一文中研究指出本报讯( 郎花)近日,中国科学院新疆理化技术研究所中科院特殊环境功能材料与器件重点实验室研究员潘世烈及其团队通过X射单线单晶衍射仪检测发现,由该团队合成的首例碱土金属氟硼酸盐深紫外非线性光学晶体,其最短相位匹配波长可达到180纳米,且具有良好的热稳定(本文来源于《新疆科技报(汉)》期刊2018-04-20）
邢美玲[6]（2017）在《深紫外磷酸盐及硼酸盐光学晶体材料的合成、结构及性能研究》一文中研究指出深紫外光学晶体材料的合成一直是许多科研人员关注的热点。由于目前有商用价值的晶体比较少,而这一类型材料在医学、军事等领域又有着非常重要的应用。因而在本课题的研究中,我们通过高温固相反应,在磷酸盐和硼铍酸盐这两大体系中引入碱金属和碱土金属混合型阳离子,合成了四例新化合物,并对它们的结构和性能进行了研究。结果如下:1、利用Cs-Mg-P-O反应体系以及在此体系中引入d10组态的Zn~(~(2+)),先后合成了两种新的磷酸盐晶体,Cs_6Mg_6(PO_3)18(CMP)和Cs_2Mg Zn2(P_2O_7)_2(CMZP),并合成了它们的多晶粉末。CMP属于单斜晶系,结晶于非中心对称和极性P21空间群,晶胞参数为a=7.7437(4)?,b=34.1273(17)?,c=10.1063(5)?,β=90.414(2)?,V=2670.7(2)?3,Z=2。该化合物存在两条独立的一维[PO3]∞螺旋链,并与孤立的Mg O6八面体通过共享氧原子形成了一个新的叁维阴离子骨架。非线性测试显示CMP在紫外区的粉末倍频效应约为KH_2PO_4(KDP)的0.1倍,并且能实现第I类相位匹配,其弱的极性响应被非线性系数的计算进一步确认。进一步的偶极矩计算表明,弱的倍频效应主要来源于畸变的Cs On多面体。CMZP属于单斜晶系,中心对称P21/c空间群,晶胞参数为a=13.5270(14)?,b=7.4464(8)?,c=14.6905(15)?,β=90.746(4)?,V=1479.6(3)?3,Z=4。该化合物的结构中含有一个新的[Mg Zn_2P_4O_20]14-结构单元,这个结构单元是由两个孤立的P_2O_7二聚体,两个无序的Mg/Zn O_4和一个Zn O_4四面体组成。这两个化合物的紫外-可见漫反射测试表明紫外截止边都低于190nm,能带理论计算表明这主要归因于O和P原子以及Zn原子之间的电子跃迁。2、在Li_2O-B_2O_3-BeO这个体系中合成了Li_(13)Be7B_9O_(27)和Li_(13)Mg Be_6B_9O_(27)晶体,都结晶于六方晶系P63/m空间群,有相同的分子式Li_(13)ABe_6B_9O_(27)(A=Be,Mg)。Li_(13)Be_7B_9O_(27)的晶胞参数为a=7.72789(19)?,c=18.8399(6)?,V=974.38(4)?3,Z=2;Li_(13)Mg Be_6B_9O_(27)的晶胞参数为a=7.731?,c=18.888?,V=977.8?3,Z=2。这两个化合物结构中都含有新的[Be_6B_9O_(33)]∞双层阴离子骨架,Li+和A~(2+)填充在阴离子骨架的空隙平衡电荷,不同的是它们的结构属于镜面对称的关系。需要特别指出的是,这两个化合物含有罕见的AO_6叁棱柱的配位环境(A=Be,Mg),尤其是前所未有的Be O_6叁棱柱结构,拥有超长的Be-O键长(2.2373(7)?),这改变了传统上Be-O基团只有强的共价键而没有完全离子键的认识。光学测试显示它们的紫外截止边都低于190 nm,能带理论计算解释它们的光学性质主要是由B-O和Be-O基团之间的电子跃迁决定的。热稳定性分析说明它们拥有优良的热稳定性。这表明这两种硼铍酸盐在深紫外都有潜在的应用价值。(本文来源于《山西师范大学》期刊2017-05-25）
杨毅,姜兴兴,林哲帅[7]（2016）在《硼酸盐晶体Zn_4B_6O_(13)高力学强度的实验与理论研究》一文中研究指出力学性能优异的材料在生产与生活中具有很大的应用价值。硼酸盐材料中的硼氧键之间较强的作用力使其具有良好的光学性质,并且刚性的硼氧基团在压力作用下可能具有一些特殊的现象~([1]),因此对于硼酸盐的力学研究或许可以发现其更多的应用。在本工作中我们利用高压X射线衍射实验以及第一性原理计算对ZBO晶体的力学性能进行(本文来源于《中国晶体学会第六届学术年会暨会员代表大会（非线性光学及激光晶体材料分会）论文摘要集》期刊2016-12-19）
李林苹[8]（2016）在《含Si/Ge硼酸盐晶体结构组分对非线性光学性质的影响》一文中研究指出非线性光学晶体是激光技术应用的基础材料,在军事、医疗等方面有重要的应用。为满足激光技术的发展需求,目前仍需要探索能够应用于紫外、深紫外的非线性光学材料。硼酸盐材料因阴离子基团多样性、基团连接方式多变、相对短的紫外截止边、较强的倍频效应等优良的特性而得到广泛关注。近年来,性质优良的四面体构型的非线性光学晶体材料不断涌现,然而此类结构中四面体与材料光学性能之间的关系尚未明确。本文以指导探索新型非线性材料为目的,以含Si/Ge的硼酸盐化合物为载体,首次基于密度泛函理论系统的研究了目前已被发现的含Si/Ge的硼酸盐化合物的电子结构与光学性质的关系,为包含四面体基元的新材料的设计、探索提供了新思路。研究结果如下:(1)通过分析含R(R=Si,Ge)的硼酸盐结构,发现随着结构中B:R>1到B:R<1,B-O形成基团由BO3平面基元、BO4四面体基元变为只包含BO4四面体基元,并且结构中的B-O基团由以环状或链状等方式相互连接变为以链状或孤立的基团存在。(2)基于密度泛函理论研究发现,有平面叁角形构型的BO3存在的含硅氧或锗氧四面体的硼酸盐材料表现出了相对较强的倍频效应,但材料整体的光学性质并不完全取决于BO3平面基元,BO4、RO4四面体构型的阴离子基元对材料的光学性质同样有很重要的贡献。通过研究单个O原子的态密度分布,得出此类结构中四面体对光学性质的显着贡献主要是因为四面体中桥氧的未成键p轨道相对于平面π共轭的BO3中O原子的p轨道更靠近价带顶。此研究结果为可应用于深紫外的含四面体材料的设计提供了新思路。(3)利用第一性原理的方法,研究了B:R=1:1的一个有较强倍频响应的LiBGeO_4的四面体结构基元与光学性质的关系。通过研究此结构的能带结构,并与着名的四面体构型的材料BPO4的能带结构进行对比,发现此结构的能带结构中都存在较强的色散,这是此类四面体材料表现较强的倍频响应的原因。这部分研究工作说明有较低的紫外吸收边的四面体基元化合物同样可以有满足应用需求的相对较强的倍频响应。(本文来源于《新疆大学》期刊2016-06-30）
安东海[9]（2016）在《复合碱金属硼酸盐光学晶体材料探索与性质研究》一文中研究指出硼酸盐具有丰富的结构类型和优良的物理化学性能,因此在光学材料领域有广泛的应用。本论文主要探索合成与生长新型光电功能晶体材料,尤其是深紫外双折射晶体和碱金属化合物晶体,主要通过以下思路和策略:(1)引入无d-d轨道电子跃迁的碱金属元素,以探索紫外/深紫外光电功能材料;(2)通过高温熔液法探索复合碱金属晶体;(3)引入共价性较强的离子,获得含有孤立基元的化合物;(4)用经典理论如阴离子基团理论、根据P.Becker理论来指导调节阳离子与B的比例,来获得含有孤立的B-O基元的化合物。通过实验思路,获得了具有双折射效应的化合物NaBO_2晶体;LiNaB_8O_(13)和α、β-LiKB_8O_(13)复合碱金属晶体;非线性光学性能化合物Al_5BO_9晶体以及含孤立B-O基团的Li_2Na_2B_2O_5,Li_6Zn_3B_4O_(12)晶体。1.深紫外双折射晶体NBO晶体生长及性质研究通过阴离子基团理论以及引入碱金属阳离子发现了具有深紫外双折射效应的晶体NBO,并通过顶部籽晶法和提拉法生长出尺寸为15 mm×15 mm×6 mm的高质量单晶,加工出相关器件,系统测试表征了其光学性质和热学性质:NBO具有理想的双折射率,在透过范围(170 nm-3.35μm),双折射率Δn=0.2653-0.0763;紫外截止边为175nm,比α-BBO蓝移16nm,实验表明:其激光损伤阈值大于1GW/cm~2,有利于有效的应用于深紫外波段;NBO的单晶生长原料比较简单,对生长条件的控制比较容易,原料费用较低并且容易获得;同时,NBO相对于α-BBO较容易生长,可以有效控制其在晶体生长和应用过程中的开裂等不利因素;晶体热学稳定性好,激光损伤阈值较大,有利于实际应用。对NBO晶体的提拉生长工艺也进行了探索研究,提拉生长出了大尺寸23 mm×24mm×6 mm NBO单晶。2.通过高温熔液法得到了LiNaB_8O_(13)和α、β-LiKB_8O_(13)复合碱金属晶体,并对结构及性质进行研究硼酸盐具有丰富的结构类型,是探索新型化合物的优选体系。B原子在同O原子结合的时候,可以采用两种配位方式BO_3和BO_4。进而BO_3和BO_4又可以形成各种聚合度的硼氧基团,包括孤立的、岛状的、环状的、链状的、层状的以及叁维网络结构,B-O结构的多样性为我们探索新型硼酸盐提供了丰富的结构资源。LiNaB_8O_(13),α、β-LiKB_8O_(13)结构中的B-O基团均由四连接的B_5O_(10)和B_3O_7组成。值得注意的是,由于B_3O_7结构的不对称性,B_5O_(10)和B_3O_7相互连接时可按照丰富的链接模式,造成结构的多样性,这也是A2B8O13(或AA'B8O13)体系中存在较多高低温相的原因。在化合物LiNaB_8O_(13)和β-LiKB_8O_(13)的基本基团中一个[B_5O_(10)]~(5-)连接四个[B_3O_7]5-,此类连接方式分为mode I;在α-LiKB_8O_(13)化合物中一个[B_5O_(10)]~(5-)连接两个[B_3O_7]5-和两个[B_5O_(10)]~(5-),这种类型的化合物连接方式为mode II。进一步细致的研究mode I,又可以根据[B_5O_(10)]~(5-)一个环上的两个端氧或者两个环上的两个端氧与[B_3O_7]5-中的[BO_4]5-相连方式的不同,分为mode IA和mode IB(mode IA:LiNaB_8O_(13),mode IB:β-LiKB_8O_(13))。同样的根据mode II中[B_5O_(10)]~(5-)里的一个环是否连接两个或者一个[B_3O_7]5-,mode II可分为mode IIA和mode IIB。通过拓扑结构进一步阐述[B_5O_(10)]~(5-)和[B_3O_7]5-的连接方式。3.具有非线性光学性能化合物Al_5BO_9晶体的设计合成与性质研究通过引入共价性较强的离子,获得了非中心对称且含有孤立基元的铝硼酸盐化合物Al_5BO_9。在该化合物结构中包含有平行排列的平面叁角形状BO_3、四面体Al O_4和八面体Al O6。从该晶体材料上看只有B-O和Al-O形成的共价键,进而值得我们探索结构性能关系以及线性和非线性的光学性能。通过电子结构的计算和SHG电子密度及多面体偶极矩的计算我们进一步阐述在该晶体材料中非线性光学性能的来源。从计算结果上看Al-O多面体对SHG的贡献大于BO_3基团。这为以后探索新的无机材料提供了方向。4.含孤立B-O基团Li_2Na_2B_2O_5,Li_6Zn_3B_4O_(12)晶体的设计合成与性质研究根据P.Becker理论,当阳离子与硼之比不小于1时,利于B-O基元化合物引入共价性离子阻止B-O聚合,获得孤立平面基元。其优点为,平面基元构型易极化,有利于获得较强的非线性光学效应。平面基元具有共轭π轨道,平行排列时电子布局较大,利于获得大的双折射率,硼酸盐体系粘度一般较大,含孤立B-O基元粘滞力小,利于新化合物的合成及晶体生长。根据以上分析,把金属阳离子调整到与B的比大于1,获得了含有孤立平行排列的B2O5基团化合物Li_2Na_2B_2O_5和含有孤立平行排列的BO_3基团化合物Li6Zn B4O12。(本文来源于《昌吉学院》期刊2016-05-30）
李京洋[10]（2016）在《二元金属硼酸盐新材料合成探索、晶体生长及光学性能研究》一文中研究指出近几年来,金属硼酸盐化合物逐渐成为人们研究的热点,由于硼酸盐化合物具有多种多样的构型,并且在催化、吸附、离子交换以及非线性光学晶体等领域都有着十分重要的应用。在过渡金属元素中由于Cd2+具有灵活的配位能力和孤电子对的立体化学效应,其硼酸盐较易形成非中心对称结构,是潜在的二阶非线性光学材料,因此对含镉金属硼酸盐的研究吸引了广泛的关注。本论文采用高温固相法合成出两种新型的含镉二元金属硼酸盐晶体：Cd2.42Zn0.58B2O6和Cd2MgB2O6,并采用单晶衍射方法解析了这两种化合物的晶体结构；采用水热法合成出一种新型的金属硼酸盐晶体：BiB204F。(1)采用高温固相法获得了Cd2.42Zn0.58B2O6.单晶结构分析表明Cd2.42Zn0.58B2O6属于单斜晶系,空间群为C2/c。它的晶胞参数为a=17.3048A,b=8.4356A,c=10.2962A,p=93.157。,Z=24。其结构是由Cd原子、Zn原子和B03叁角形相互连接而形成的复杂的叁维结构。同时通过X粉末衍射、 红外光谱、 热重等对化合物进行了表征。(2)采用高温固相法获得了Cd2MgB206。单晶结构分析表明Cd2MgB2O6属叁斜晶系,空间群为P-1。它的单胞参数为a=5.7799(6)A,b=6.0715(5)A,c=7.2659(7)A,α=78.225(7)。,p=84.269(8)。,丫=84.092(7)。,Z=2。其结构是由Cd原子、Mg原子和B03叁角形相互连接而形成的复杂的叁维结构。同时通过X粉末衍射、 红外光谱、热重等对化合物进行了表征,并通过稀土掺杂对其荧光性能进行了初步的研究。(3)对一种新型的氟硼酸盐BiB2O4F进行了研究,其空间群为P32,属叁方晶系,晶胞参数为a=6.7147(1)A,c=6.4688(1)A,其结构由共享顶角原子的叁个四面体(2BO4+BO3F)构成了硼酸螺旋链,并通过Bi3+连接形成了叁维结构。通过采取高温固相法和水热法两种方法对BiB2O4F单晶的合成进行了研究,最终通过水热法获得了BiB2O4F的粉末。(本文来源于《北方工业大学》期刊2016-05-21）
硼酸盐晶体论文开题报告
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
紫外非线性光学(UV NLO)晶体由于其在光电子技术中的重要应用而受到广泛的关注。多年来,人们对新颖、优良的紫外NLO晶体的探索从未停止过。然而,目前已发现的许多NLO材料由于自身的缺陷而不能满足实际应用的需要。因此,新型UV NLO材料的开发还在进行中。到目前为止,虽然紫外NLO材料的探索系统涉及硼酸盐、磷酸盐、碳酸盐和硝酸盐,但大量的理论和实验研究表明,硼酸盐仍然是最有希望产生紫外谐波的候选材料。众所周知,硼是一种亲氧元素,可以通过sp~2杂化轨道或sp~3杂化轨道结合形成硼氧平面叁角形[BO_3]或四面体[BO_4]。这些BO_3和BO_4单元可以由不同的B_xO_y基团组成,通过共用的氧原子形成孤立的或无限的团簇、链、片和框架结构。值得注意的是,这些不同的B_x O_y基团被认为是影响其光学性能的主要因素。此外,碱金属或碱土金属的引入可以有效地增大化合物的带隙。经过大量文献调研,我们发现水合硼酸盐晶体具有较大的探索空间,原因有二:(1)H原子的引入可以产生氢键,易于使硼氧结构产生畸变,进而产生非中心对称结构;(2)H原子的连接位点变换很灵活,既可以与O原子形成羟基,也可以与O原子形成H_2O。这些因素大大丰富了水合硼酸盐的结构,为水合硼酸盐非线性光学晶体的设计合成奠定理论基础。由于时间有限,我们只探索了碱金属水合硼酸盐深紫外非线性光学晶体,我们利用乙醇溶剂热方法成功合成了4例水合硼酸盐深紫外光学晶体,即中心对称的LiRbB_5O_8(OH)?H_2O(LRB),Rb_2B_6O_9(OH)_2,Cs_2B_(10)O_(14)(OH)_4·H_2O和非中心对称K_2B_5O_8(OH)·2H_2O(K2B5)。其中,K2B5分别在1969年和2006年被Marezio等人~([1])和Liu Zhihong等人~([2])报导过,但是其非线性光学性质以及其他一些物理性质并没有被充分的研究表征,而另外叁例中心对称晶体均是第一次被报道。我们对4种晶体进行了单晶结构决定、热分析、紫外-可见光-近红外漫反射光谱测试、红外光谱测试、理论计算等,对K2B5还进行了粉末激光损伤阈值测量和粉末倍频系数测定。在结构方面,值得一提的是,K2B5和LRB具有相同的基本单元结构块B_5O_(10)(OH),但是其H原子连接位点不同,且互相之间的连接模式也不同,加之阳离子的尺寸效应,化合物LRB和K2B5分别结晶在P2_1/n中心对称空间群和非中心对称空间群Pna2_1。紫外-可见光-近红外漫反射测试表明它们具有较短的紫外截止边(<200 nm),理论带隙计算也表明它们都具有宽的带隙,而且值得注意的是,化合物K2B5具有较高的激光损伤阈值和中等的二次谐波(SHG)强度(0.84×KDP)。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
硼酸盐晶体论文参考文献
[1].柴坤.硼硅酸盐、硼酸盐和磷酸盐氟化物紫外光学晶体的制备及性能研究[D].石河子大学.2019
[2].史昱彤.碱金属水合硼酸盐深紫外非线性光学晶体的探索[D].中国科学院大学(中国科学院上海硅酸盐研究所).2019
[3].周晨.含孤立B-O基元的碱土金属硼酸盐的设计、合成及溴硼酸钾晶体生长工艺的研究[D].新疆大学.2019
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[6].邢美玲.深紫外磷酸盐及硼酸盐光学晶体材料的合成、结构及性能研究[D].山西师范大学.2017
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[9].安东海.复合碱金属硼酸盐光学晶体材料探索与性质研究[D].昌吉学院.2016
[10].李京洋.二元金属硼酸盐新材料合成探索、晶体生长及光学性能研究[D].北方工业大学.2016