CN103184521A - 一种取代吡啶配合物及其作为非线性光学和铁电材料的应用 - Google Patents

一种取代吡啶配合物及其作为非线性光学和铁电材料的应用 Download PDF

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CN103184521A CN 201110459392 CN201110459392A CN103184521A CN 103184521 A CN103184521 A CN 103184521A CN 201110459392 CN201110459392 CN 201110459392 CN 201110459392 A CN201110459392 A CN 201110459392A CN 103184521 A CN103184521 A CN 103184521A
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周薇薇
赵旺
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Abstract

本发明涉及一种新型取代吡啶配合物非线性光学和铁电材料及其制备方法与应用。该取代吡啶配合物非线性光学和铁电材料化合物的化学式为Cd(C5H5N3O2)2Br2·(H2O)，正交晶系，空间群为Pnn2(No.34)，单胞参数为a＝12.976(7)，b＝16.755(9)，

Description

一种取代吡啶配合物及其作为非线性光学和铁电材料的应用
技术领域
本发明涉及一种新型取代吡啶配合物非线性光学和铁电晶体材料。
背景技术
非线性光学(NLO)效应是指激光倍频，和频(SFG)，差频(DFG)，光参量振荡(OPO)，光参量放大(OPA)等效应。非线性光学材料是激光技术的重要物质基础之一，是高技术研究的一个组成部分。非线性光学材料的主体是非线性光学晶体。只有不具有对称中心性的晶体才可能有二阶非线性光学效应。利用晶体的非线性光学效应，可以制成二次谐波发生器，上、下频率转换器，光参量振荡器等非线性光学器件。从非线性光学晶体的组分来看，可以将其分为无机晶体、有机晶体、半有机晶体。有机金属配合物类晶体属于非线性光学晶体中的半有机晶体类。由于配合物的中心原子和配位体的改变，可产生晶体结构的多样性，使得那些本来由于晶体结构的限制而不具有二阶非线性效应的有机晶体与金属原子结合形成有机金属配合物晶体后，就有可能产生较大的二阶非线性光学效应。由于非线性光学晶体激光变频的能量转换效率与晶体的非线性光学效应大小有关，寻找高非线性光学效应的晶体材料成为该领域研究的重要内容。
铁电材料，是热释电材料中的一类。其特点是不仅具有自发极化，而且在一定温度范围内，自发极化偶极矩能随外施电场的方向而改变。铁电体是这样的晶体，其中存在自发极化，且自发极化有两个或多个可能的取向，在电场作用下，其取向可以改变。铁电晶体是由许多小区域(电畴)所组成，每个电畴内的极化方向一致，而相邻电畴的极化方向则不同。从宏观来看，整个晶体是非极化的，呈中性。在外电场作用下，极化沿电场方向的电畴扩大。当所有电畴都沿外电场方向，整个晶体成为单畴晶体；当外电场继续增加，此时晶体只有电子和离子极化，与普遍电介质一样，相应的极化强度即为该晶体的自发极化强度。
典型的铁电材料有：钛酸钡(BaTiO3)、磷酸二氢钾(KH2PO4)等。过去对铁电材料的应用主要是利用它们的压电性、热释电性、电光性能以及高介电常数。近年来，由于新铁电材料薄膜工艺的发展，铁电材料在信息存储、图像显示和全息照像中的编页器、铁电光阀阵列作全息照像的存储等已开始应用。
发明内容
本发明的目的是提供一种新型非线性光学和铁电晶体材料。
本发明的另一个目的是提供制备该非线性光学和铁电晶体材料的方法。
本发明包括如下技术方案：
1.一种取代吡啶配合物，该化合物的化学式为Cd(C5H5N3O2)2Br2·(H2O)，该类化合物为正交晶系，空间群为Pnn2(No.34)，单胞参数为a＝12.976(7)，b＝16.755(9)，
Figure BSA00000649074600021
α＝β＝γ＝90°。
2.一种项1的取代吡啶配合物的制备方法为溶剂热法。
3.如项2所述的取代吡啶配合物的制备方法，其特征在于：所述的溶剂热法，采用摩尔比为1∶2的CdBr2·4H2O与C5H4N3O2作为反应物，加入到水与乙醇的混合溶剂中，在密封的条件下升温至140-180℃，恒温72-96小时，再降到室温。
4.一种项1的取代吡啶配合物的用途：该材料应用于制造二次谐波发生器，上、下频率转换器，光参量振荡器以及用于存储和恢复信息、传输光信息，图像显示和全息照像中的编页器、铁电光阀阵列作全息照像的存储。
该取代吡啶配合物是一种新型的非线性光学和铁电晶体材料，该材料的优点是不易溶于一般的溶剂，热分解温度点较高。
材料制备所采用的工艺为溶剂热法，以制备该取代吡啶配合物。本发明所采用的材料制备工艺简单、易操作、原料来源充足、生产成本低廉、产率高及重复性好等优点。
该发明所制备的非线性光学和铁电晶体材料可应用于制造二次谐波发生器，上、下频率转换器，光参量振荡器等非线性光学器件以及用于存储和恢复信息、传输光信息，图像显示和全息照像中的编页器、铁电光阀阵列作全息照像的存储等。
附图说明：
图1为实施例1的配合物粉末压片的电滞回线图。
图2为实施例1的配合物的热重-差热分析图。
具体实施方式：
实施例1.采用CdBr2·4H2O合成取代吡啶配合物：
Cd(C5H5N3O2)2Br2·(H2O)是采用溶剂热合成法得到的，具体反应示意式为：
CdBr2·4H2O+2C5H4N3O2→Cd(C5H5N3O2)2Br2·(H2O)。
试剂的投料量为：
Figure BSA00000649074600022
具体操作步骤为：
将相应质量的反应物装入聚四氟乙烯反应釜中加热，以10～15℃/h的速率升温至160℃，恒温72-96小时，再以2～5℃/h的速率降温至30℃，可得到黄色针状晶体的目标化合物。
该化合物为正交晶系，空间群为Pnn2(No.34)，单胞参数为a＝12.976(7)，b＝16.755(9)，
Figure BSA00000649074600032
α＝β＝γ＝90°。
我们对得到的取代吡啶配合物进行光学性能测试，其二阶非线性效应大概为KDP的2.1倍。该配合物的极化强度P与外施电场强度E的关系曲线表现明显的电滞回线。

Claims (4)

1.一种取代吡啶配合物，其特征在于：该化合物的化学式：Cd(C5H5N3O2)2Br2·(H2O)。该类化合物为正交晶系，空间群为Pnn2(No.34)，单胞参数为a＝12.976(7)，b＝16.755(9)，
Figure FSA00000649074500011
Figure FSA00000649074500012
α＝β＝γ＝90°，Z＝2。
2.一种权利要求1的取代吡啶配合物的制备方法，其特征在于：用溶剂热法制备。
3.如权利要求2所述的取代吡啶配合物的制备方法，其特征在于：所述的溶剂热法，采用摩尔比为1∶2的CdBr2·4H2O与C5H4N3O2作为反应物，加入到水与乙醇的混合溶剂中，在密封的条件下升温至140-180℃，恒温72-96小时，再降到室温。
4.一种权利要求1的取代吡啶配合物的用途：该材料应用于制造二次谐波发生器，上、下频率转换器，光参量振荡器以及用于存储和恢复信息、传输光信息，图像显示和全息照像中的编页器、铁电光阀阵列作全息照像的存储。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN109053557A (zh) * 2018-09-18 2018-12-21 淮南师范学院 一种锌配合物及其制备方法以及其作为近紫外光致发光材料的应用

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CN109053557A (zh) * 2018-09-18 2018-12-21 淮南师范学院 一种锌配合物及其制备方法以及其作为近紫外光致发光材料的应用

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PB01 Publication
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