，其制備方法及用圖
【技術領域】
[0001 ] 本發明涉及一種新型非線性光學晶體材料。
【背景技術】
[0002] 非線性光學晶體是一類廣泛應用于光電技術領域的功能材料，可以實現激光頻率 轉換、激光強度和相位的調制、以及激光信號的全息儲存等。目前，無機非線性光學材料的 研究主要集中于硼酸鹽、磷酸鹽、碘酸鹽等體系，如商用的非線性光學晶體ΚΗ2Ρ04(簡寫為 KDP)、KTi0P04(簡寫為KTP)、LiB305 (簡寫為LBO)、0-BaB2O4(簡寫為BBO)、a-LiI03等。其 中，碘酸鹽體系由于結構中的不對稱1〇3單元含有孤對電子，通常表現出極強的非線性光學 效應，吸引了廣泛的研究興趣。近年來，研究人員將具有畸變M06八面體配位構型的d°過渡 金屬離子（如Ti4+、Nb5+、V5+等）或M0 4平面四邊形配位構型的d8貴金屬離子（如Au3+、Pd2+ 等）引入到金屬碘酸鹽中，合成了大量新型的碘酸鹽非線性光學材料，如NaV02 (I03) 2 (H20)、 BaNbO(103) 5、Li2Ti(103)6、RbAu(103) 4等，均具有潛在的應用前景。
[0003] 為了豐富非線性光學晶體的種類，滿足實際應用中對非線性光學晶體材料多樣性 的需求，新型非線性光學晶體的合成和開發，一直是材料領域的研究熱點。
【發明內容】
[0004] 根據本申請的一個方面，提供一種無機化合物，該無機化合物為新型的四元碘酸 鹽K2Au(103) 5晶體材料，該晶體表現出強的倍頻效應，寬的透光范圍以及較高的熱穩定性， 是具有應用價值的新型非線性光學晶體材料。該晶體材料目前未見報道。
[0005] 所述無機化合物，其特征在于，化學式為K2Au(I03)5，屬于正交晶系，空間群為 〇^21，晶胞參數為從=]1.5~11,7.八，|?=川,6~11.8入，1=11.4~]1.6人，〇 = β=γ= 90°，Z= 4。
[0006] 優選地，所述無機化合物中晶胞參數為議=ι1.594~1丨.596A，旮 = 11.689~丨1.692A，(6: =11.47CK11.473A。進一步優先地，晶胞參數中 a=11.5949(8)A，辦=11,6905(6)A，(6:=11.4716(6)A。
[0007] 所述無機化合物K2Au(103) 5的晶體結構如圖1所示。圖1 (a)為Au和I的配位環 境示意圖，圖1(b)和（c)分別是晶體結構沿[110]和[001]方向的投影示意圖。可以看 出，每個不對稱單元中含有一個K, 一個Au，四個I原子。每個Au原子與4個0原子連接成 Au04平面四邊形，而每個I原子與3個0原子連接形成10 3三角錐。Au(1) 0 4與一個I(2) 0 3、 一個1(3)03和兩個1(4)03通過共頂點相連形成[Au(I03)4]陰離子單元。[Au(I03)4]陰離 子單元與I(1) 〇3單元均彼此孤立，通過陽離子K+連接形成三維結構。
[0008] 根據本申請的又一方面，提供了上述無機化合物K2Au(103) 5的制備方法，該制備方 法過程簡單，可得到高純度、高結晶度的無機化合物K2Au(103) 5晶體材料。
[0009] 所述無機化合物的制備方法，其特征在于，采用水熱法制備，將含有鉀元素、金元 素、碘元素和水的原料混合物，于180°C~260°C晶化溫度下晶化得到；
[0010] 所述原料混合物中，鉀元素、金元素、碘元素與水的摩爾比例為：
[0011] K:Au:I:H20 = 2 ~60:1:80 ~1600:1000 ~20000。
[0012] 優選地，所述原料混合物中，鉀元素、金元素、碘元素與水的摩爾比例中，K的范圍 上限選自60、50、40、30，下限選自2、10、12、20;1的范圍上限選自1600、1400、1200、1000，下 限選自 80、200、400、480、600、640、700。
[0013] 本申請所述方法中，對原料混合物中水的用量不敏感，水的用量在很寬的范圍內 變化，均可以得到本申請所述的無機化合物。
[0014] 進一步優選地，所述原料混合物中，鉀元素、金元素、碘元素與水的摩爾比例為：
[0015] K:Au:I:H20 = 10 ~30:1:300 ~500:2000 ~8000。
[0016] 更進一步優選地，所述原料混合物中，鉀元素、金元素、碘元素與水的摩爾比例 為：
[0017] K:Au:I:H20 = 20 ~30:1:350 ~500:4500 ~8000。
[0018] 優選地，所述晶化溫度的范圍上限選自260°(：、240°(：、235°(：、230°(：，下限選自 180°C、200°C、220°C;所述晶化時間范圍上限選自240小時、200小時、150小時、120小時、 70小時，下限選自6小時、24小時、30小時。
[0019] 優選地，所述晶化溫度為200°C~260°C，晶化時間不少于6小時。進一步優選地， 所述晶化溫度為200°C~240°C，晶化時間為24小時~240小時。更進一步優選地，所述晶 化溫度為220°C~235°C，晶化時間為30小時~120小時。
[0020] 優選地，所述原料混合物由碘酸鉀和/或碳酸鉀、氫氧化金、五氧化二碘和/或碘 酸、與水混合得到。
[0021] 作為一種優選的實施方式，化合物K2Au(I03)5晶體通過以下方法制備得到：將由 碘酸鉀和/或碳酸鉀、氫氧化金、五氧化二碘和/或碘酸、與水組成的原料混合物密封于水 熱反應釜中進行水熱反應，反應溫度為200°C~240°C，反應時間為1~10天，然后緩慢降 溫至30°C，降溫速度是0. 5°C/天~150°C/天，過濾清洗，即可獲得黃色的K2Au(I03)5晶 體。所述原料混合物中各原料的摩爾比為：
[0022] (KI03+K2C03):Au(0H) 3: (1 205+HI03) :H20 = 20 ~30:1:350 ~500:4500 ~8000〇
[0023] 根據本申請又一方面，提供化合物K2Au(I03)5，作為非線性光學晶體材料的應用。 利用調Q的Nd:YAG激光器輸出的波長為2. 05μm的激光作為基頻光進行粉末倍頻測試，表 明化合物K2Au(103) 5晶體具有較大的倍頻效應，為KTiOPO4晶體的1. 0倍，且能實現相位匹 配。
[0024] 本申請還提供一種激光頻率轉化器，其特征在于，包含所述無機化合物K2Au(103)5 和/或者上述任一方法所制備得到的無機化合物K2Au(I03)5。
[0025] 本申請所述技術方案的有益效果包括但不限于：
[0026] (1)本申請提供了一種新的無機化合物晶體K2Au(I03)5，其具有較大的倍頻效應， 約為KTi0P04(KTP)晶體的1. 0倍，且能實現相位匹配。通常碘酸鹽晶體具有較大的抗光 損傷閾值，而KTi0P04晶體的損傷閾值較小，因此，K2Au(103)5晶體作為非線性光學材料較 KTiOPOwl體具有潛在的優勢。
[0027] (2)本申請所提供的無機化合物晶體K2Au(I03)5，在800~2500nm光譜范圍具有 很高的透過率，其紫外截止邊約為468nm。
[0028] (3)本申請所提供的無機化合物晶體K2Au(I03)5，具有較高熱穩定性，可穩定到 425。。。
[0029] (4)本申請還提供了所述無機化合物晶體K2Au(103)5的制備方法，采用水熱法，生 長得到了黃色的1^1!(10 3)5晶體。所述方法過程簡單，可得到高純度、高結晶度的無機化合 物1^11(103) 5晶體材料。
[0030] (5)本申請所提供的無機化合物晶體K2Au(I03)5，透光范圍完全覆蓋近紅外波段， 且其非線性光學效應極強，可用作近紅外非線性光學晶體，廣泛用于醫療和通訊領域。
[0031] 應理解，在本申請披露的技術方案范圍內中，本申請的上述各技術特征和在下文 (如實施例）中具體描述的各技術特征之間都可以互相組合，從而構成新的或優選的技術 方案。限于篇幅，在此不再一一累述。
[0032] 根據本申請公開的技術方案，本領域技術人員有動機根據實際生產的需要，通過 選擇鉀源、金源和碘源的種類；選擇合適原料配比、晶化溫度和晶化時間，以達到理想的技 術效果。
[0033] 除非另行定義，文中所使用的所有專業與科學用語與本領域熟練人員所熟悉的意 義相同。此外，