專利名稱：氘化磷酸二氘銨晶體及生長方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬晶體材料領(lǐng)域背景技術(shù)人們對含有磷酸鹽水溶液晶體的研究始于二十世紀(jì)五十年代，這類晶體包括KDP(KH2PO4)、KD*P(KD2PO4)、ADP(NH4H2PO4)、RDP(RbH2PO4)它們都屬于四方晶系42m點群，現(xiàn)在已被廣泛的應(yīng)用于二次、三次和四次諧波的發(fā)生，同時因其具有較大的線性電光效應(yīng)而被廣泛用做Nd:YAG、Nd:YLF、Ti:Sapphire激光器的調(diào)Q器件。最為主要的是這些晶體容易生長出高質(zhì)量，大截面的單晶，而其成本相對于其他非線性光學(xué)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后生成(NH3D)D2PO4，由于重氫原子的質(zhì)量數(shù)比氫原子大一倍，將會引起這種晶體的一系列物理性質(zhì)發(fā)生改變(如相變點、電光性質(zhì)和鐵電性質(zhì))，至今為止還沒有關(guān)于(NH3D)D2PO4晶體方面的研究報道。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的就在于合成出一種電光系數(shù)大，高質(zhì)量，大截面的(NH3D)D2PO4晶體。具體的技術(shù)方案為下列步驟1、原料的合成采用高純五氧化二磷和重水配置飽和的磷酸溶液，然后通入干燥的氨氣，得到(NH3D)D2PO4的重水溶液。
反應(yīng)方程式
2、調(diào)節(jié)溶液PH值調(diào)節(jié)(NH3D)D2PO4溶液的PH值，范圍為2.5~3.5。
3、制取高純的溶液用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(diào)到高于飽和溫度的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]屬于四方晶系的-42m點群，晶胞參數(shù)為a＝7.5，c＝7.55，分子量為118KDP、K D*P、ADP的電光系數(shù)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]具有較大的電光系數(shù)、優(yōu)良的鐵電性能，因此它是一種值得去研究和開發(fā)的有著廣泛應(yīng)用前景的晶體材料。
具體實施例方式
以下舉出實現(xiàn)本發(fā)明的優(yōu)選方式合成(NH3D)D2PO4晶體1、配制(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。并適當(dāng)搖晃圓底燒瓶，使P2O5粉末能夠與重水充分接觸并溶解，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(chǎn)生的副產(chǎn)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)將純凈的氨氣通入D3PO4溶液，生成(NH3D)D2PO4溶液780ml，并保持溶液的溫度不低于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(zhì)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于65℃。
3、調(diào)節(jié)(NH3D)D2PO4溶液的PH值和飽和點將提純后的(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(diào)節(jié)到3.4；運用“吊籽晶”的方法來調(diào)節(jié)飽和點，此溶液的飽和點為58℃。
4、控制水槽的溫度為60℃，保持水槽溫度恒溫24小時并攪拌(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，之后控制降溫速度為0.05℃/天，(NH3D)D2PO4晶體開始生長。
6、30天后可以得到35×38×50mm的AD*P晶體。
權(quán)利要求
1.氘化磷酸二氘銨晶體屬于四方晶系的-42m點群，晶胞參數(shù)為a＝7.5，c＝7.55，分子量為118。
2.一種權(quán)利要求1的氘化磷酸二氘銨晶體的生長發(fā)法，包括以下步驟(1)原料的合成采用高純五氧化二磷和重水配置飽和的磷酸溶液，然后通入干燥的氨氣，得到(NH3D)D2PO4的重水溶液(2)調(diào)節(jié)溶液PH值調(diào)節(jié)(NH3D)D2PO4溶液的PH值，范圍為2.5~3.5；(3)制取高純的溶液用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(diào)到高于飽和溫度的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，屬于晶體生長領(lǐng)域。氘化磷酸二氘氨晶體屬于四方晶系的－42m點群，晶胞參數(shù)為a＝7.5，c＝7.55，分子量為118KDP、K D＊P、ADP的電光系數(shù)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(yōu)先權(quán)日2004年12月28日
發(fā)明者崔傳鵬, 曾金波, 林秀欽, 潘建國, 林羽 申請人:中國科學(xué)院福建物質(zhì)結(jié)構(gòu)研究所