玉林师范学院本科生毕业论文

玉林师范学院本科生毕业论文（设计）Ag2MoO2(IO3)4的制备及其晶体结构的研究SynthesesandCrystalStructureofAg2MoO2(IO3)4院系化学与材料学院_____________________专业化学学生班级化学101班姓名谢宝妃学号201006401131指导教师单位化学与材料学院____________指导教师姓名蒙昌宇指导教师职称讲师Ag2MoO2(IO3)4的制备及其晶体结构的研究指导老师蒙昌宇化学101班谢宝妃摘要通过对非线性光学的理论基础，然后对碘酸根，钼酸根的基础知识。然后根据实验的实践，对实验进行总结。IO3-具有一孤对电子，当形成不具有中心对称结构的晶体时，常具有较强的热电、压电、非线性光学效应。以IO3-基团为结构单元堆积而成的金属碘酸盐，部分碘酸盐的IO3-基团在晶体结构中取向一致地排列，导致碘酸盐晶体材料具有较大的非线性光学系数。非线性光学晶体的生长,现在常用的方法有助熔剂法、熔体法、水热法等。水热法是利用高温高压的水溶液使那些在大气条件下不溶或难溶的的物质溶解,或反应生成该物质的溶解产物,通过控制高压釜内溶液的温差使产生对流以形成过饱和状态而析出晶体的方法。关键字：非线性光学水热合成碘酸根钼酸根晶体结构SynthesesandCrystalStructureofAg2MoO2(IO3)4SupervisorChangyuMengChemistry2010BaofeiXieAbstractThroughtononlinearopticsrationale,thentoiodicacidradical,molybdicacidradicalelementaryknowledge.Thenthebasisexperimentpractice,totestscarriesonthesummary.IO3-hasalonepairofelectrons,whenitdoesnothaveacentrosymmetriccrystal,whichoftenhavestrongpyroelectric,piezoelectric,nonlinearopticaleffect.IntheIO3-groupmetaliodatestructureunitofaccumulation,partofiodateIO3-groupsinHwithchemicalbondMo-O-Mo,molybdateformed,intheformationprocessofmolybdenumcompoundscanbeproperlybrokenorconnectedwiththeSeO32-,TeO32-,IO3-,thenwithpositiveionneutralizationcompoundelectrical,theconnectionbetweentheatomspresentdiversity,whichmadethenonlinearopticalcrystalsofdifferent.Thegrowthofnonlinearopticalcrystal,nowcommonlyusedmethodhelpsolventmethod,meltmethod,hydrothermalmethod,etc.Hydrothermalmethodistheuseofhightemperatureandhighpressureaqueousmaketheinsolubleinatmosphericconditionsorindissolvablesubstancedissolved,orreactiontogeneratethelysate,bycontrollingthedifferenceintemperatureofinsidetheautoclavesolutiontoproduceconvectioninsupersaturatedstateformationandcrystalprecipitationmethod.Keywords:nonlinearopticsHydrothermalsynthesisofIodaterootMolydenumacidradicalCrystaltexture目录第一章前言1-1非线性光学简介1-2.晶体的非线性光学现象1-3非线性光学晶体的研究及发展动态1-3-1.x射线的应用1-3-2在光物理研究方面,目前需要强的真空紫外光,而且要求超短脉冲1-3-3.低功率小型傲光器用非线性光学品体1-4.碘酸根基团简介1-5碘酸盐非线性光学材料的性能及应用1-6.激光晶体的生长方法1-7多钼酸盐的研究现1-7-2支撑型多钼酸盐化合物1-7-2支撑型多钼酸盐化合物1-8钼酸盐晶体的特点及发展方向1-9研究思路第二章实验部分2-1.实验仪器和设备2-2.水热法生长晶体的原理2-3.助熔剂法2-4.熔体法2-5.做实验的步骤2-6.实验原料2-7.水热法制备晶体的实验法2-8.实验分析第三章3-1.晶体结构3-2结论与展望文献参照致谢第一章前言非线性光学研究相干光与物质相互作用时出现的各种新现象的产生机制过程规律及应用途径,是在激光出现后迅速发展起来的光学的一个新分支.非线性光学的研究在激光技术、光通信、信息和图像的处理与存储、光计算等方面有着重要的应用,具有重大的应用价值和深远的科学意义.本文在介绍非线性光学效应基本理论的基础上,着重讨论几种典型非线性光学效应及其在科学研究和工程技术中的应用非线性光学,亦可称为强光光学,它是物理学领域中,属于光学学科的一门折兴分支科学。这门新兴学科的研究对象,主要涉及强激光辐射与物质相互作用过程中出现的各种新现象与新效应,包括对这些新现象、新效应产生的原因和过程规律性的深入了解,以及探索它们在当前或今后学科技术发展中的各种可能应用等。这门科学之所以取名为“非线性光学”,是有一定的历史原因和习惯原因的,尽管现在看来,这种称呼并不一定是最确切的。1-1非线性光学简介非线性光学(nonlinearoptics,NLO)是现代光学的一个新领域,是研究在强光作用下物质的响应与场强呈现的非线性关系的科学,这些光学效应称为非线性光学效应。在众多的非线性光学效应中,倍频效应(又称二阶非线性光学效应)是最引人注目也是研究得最多的非线性效应。1961年Franken等人利用红宝石激光器获得的相干强光(λ=694.3nm)透过石英晶体时,产生了λ=347.2nm的二次谐波,其光波频率恰好是基频光频率的两倍,即所谓的倍频效应;从而开创了二阶非线性光学及其材料的新领域。自发现倍频效应以来,非线性光学领域吸引了大批科技工作者,使这一学科得到了空前的发展,在30多年后的今天,非线性光学已经发展成为以量子电动力学、经典电动力学为基础,结合光谱学、固体物理学、化学等多门学科的综合性学科。当较弱的光电场作用于介质时,介质的极化强度P与光电场E成线性关系:P=ε0χE(1)其中ε0为真空介电常数,χ为介质的线性极化系数。当作用于介质的光为强光(如激光)时,介质的极化将是非线性的,在偶极近似的情况下,原子或分子的微观极化关系可表示为:P=αE+βE2+γE3+…(2)其中第一项为线性项,第二项以后为非线性项,α为分子的线性光学系数(一阶非线性光学系数),β、γ分别为分子的二阶和三阶非线性光学系数(又称分子的二阶或三阶极化率),它们是描述分子的非线性性质的重要物理量。当外电磁场E足够强时,这些高次项不能再被忽略,也就是说,极化强度与光电场不再是线性相关,而是非线性关系了。类似地,对于一个由多个原子或分子组成的宏观样品来说,外部光电场作用产生的极化强度可表示为:P=χ(1)E+χ(2)E2+χ(3)E3+…(3)其中χ(n)的含义与(2)式中的α、β、γ类似。在各非线性效应中,对二阶非线性效应的研究进行得最早最深入,应用开发也最为广泛。非线性光学的迅速发展源于非线性行为的物质载体———非线性光学材料的应用。非线性光学材料在光电通讯、光学信息处理和集成电路等方面有重要的应用。利用谐波产生,参量振荡与放大,光混频等效应制造的诸如混频器、光开关、光信息存储器、光限制器等元件采用光子代替电子进行数据的采集、存储和加工,因为光子的开关速度可达到fs级,比电子过程快几个数量级,因此在光频下工作可大大增加信息处理的带宽,如光盘的信息存储容量就得到了极大的提高。目前非线性光学的研究主要集中在两个方面:一是开拓新的理论,探究非线性光学效应的机理,为设计制造出性质优良的非线性光学新材料提供理论依据。二是新型优良的非线性光学材料的制备和应用,在这一领域已经有不少材料投入了实际应用。但是波段红移和非线性光学系数之间的矛盾,使得非线性光学材料的进一步优化遇到了极大的困难,这一问题的解决,必然会极大推动NLO材料的优化制备与实际应用,因而也成为非线性光学学科中迫切需要解决的焦点问题。1-2.晶体的非线性光学现象当光通过晶体传播时，会引起晶体的电极化，若光强度不太大，电极化强度Pi与光频电场Ej之间呈线性关系：Pi=ΣχijEj(1-1)式中，χij为线性极化系数；i，j=1，2，3。激光出现后，由于它的光频电场极强，这时，光频电场的高次项便对晶体的极化强度Pi起到了重要作用，晶体的电极化强度Pi与光频电场Ei之间的相互关系呈正级数关系。Pi=Σχij（1）Ej（ω1）+Σχijk（2）Ej（ω1）Ek（ω2）+Σχijkl(3)Ej（ω1）Ek（ω2）El（ω3）+…(1-2)通常，一般光源的光频电场强度Ej较小，只用式(1-2)中第一项就足以描述晶体的线性光学性质，诸如：光的折射，反射，双折射和衍射等。激光是一种具有极强电场的光，式(1-2)中第二、三项等非线性项就可以产生重要作用，可观测到不同的非线性光学现象。在这种情况下，晶体的极化率将不再是个常数而是光频电场E的函数。由此将产生光混频现象，以及激光同通过晶体而产生的直流电极化，即光整流。上述这些光学现象，都属于非线性光学效应。他们均不服从线性光学的一般规律[1]。1-3、非线性光学晶体的研究及发展动态频率转换用非线性光学晶体的研究与发展显然与激光技术的研究与发展息息相关。由于激光技术除了传统的激光器之外,正向着高功率、高平均功率等大型激光器和激光系统,以及向高能转换效率、体积小、重量轻的小型激光器这样两个极端方向发展。非线性光学晶体的研究重点在于探索并生长抗激光损伤强度高、非线性系数大、透过波长范围宽,特别是在可见到紫外波段有良好透过的大尺寸单晶,以及薄膜、纤维等低维晶体,以满足上述激光技术发展的需要。1-3-1.x射线的应用滋光核旅变和X射线傲光研究中非线性光学晶体激光核聚变实验用或x射线激光泵浦用的铰玻璃强激光装置,输出口径约30一40cm2,输出功率10班~10`3W,功率密度108~10aw/“m“。需要大尺寸、抗激光损伤性能好的单晶。磷酸二氢钾(KH夕o`,简写KDP),是用水溶液法生长的多功能晶体。它的问世已有50年历史。随着高功率激光系统在受控热核反应、核爆模拟以及X射线激光器等重大技术上的应用,KDP晶体的研究又进入了一个新阶段。KDP晶体容易一长大,抗光损伤能力强,非线性系数较大,容易实现相匹配,能对1.06拌m激光进行二倍频、只倍频和四倍频。因而被选作激光核聚变等高功率激光系统中的频率转换晶体。目前各国均投入大一氯的人力物力,进行大尺寸KDP晶体生长研究。美国的Cleveland、PhiliPs、Livermore等几家大公司和国家实验室以相当大的规模进行大口径优质KDP晶体研究,已生长出的晶体尺寸为4ox魂。又100ems,重量达2sokg。苏联早在1950年,KDp晶体尺寸已达x6火16“socm3,近几年又进行T快速生长研究,公布的资料表明生长速度由1一1.smm/d,提高到lmm/h,日本一向重视激光核聚变研究,KDP晶体生长研究也取得了很大成绩,已生长出45x45又65cm“的大晶体〔“’。据