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【人物】陈学安和他的晶体材料

2012-06-12 10:48
小伊琳
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  近年来,由于激光技术的不断发展,具有非线性光学效应等功能的晶体材料在激光技术、光学通讯、光学数据存储和光信号处理等方面得到广泛应用,相继对晶体材料提出各种新要求,探索寻找各类新型晶体材料很快成为热门课题。由此,硼酸盐材料以其非中心对称比例较高、在紫外和蓝绿光谱应用方面的独特优势等,受到人们的青睐。

  最近几年,北京工业大学材料科学与工程学院副研究员陈学安在国家自然科学基金的支持下,使用高温溶液缓慢降温和固相反应相结合的方法,制备得到一系列新型硼酸盐化合物,数量达到20多种。

  “有关这些化合物的合成、结构与性能的研究尚无文献报导,我们开展了这方面的研究,不仅丰富和发展了现有的硼酸盐结构化学,而且对新型硼酸盐功能材料的探索合成具有一定的指导意义,这项研究使我们在硼酸盐的合成和结构研究领域内有了一定的国际知名度。”陈学安表示。

  在陈学安团队所发现的硼酸盐中,BiCd3(AlO)3(BO3)4,Bi2ZnB2O7和CaBiGaB2O7具有非对称中心结构,满足作为压电、热释电、铁电和非线性光学等功能材料的先决条件。其中,后两种化合物由加拿大学者Barbier等人首先发现,但他们只给出了基于粉末衍射数据的粗略结构模型。陈学安团队不仅生长出单晶,还进行了精确的结构测定和系统的理论计算。Bi2ZnB2O7具有较强的粉末倍频效应(其强度大约为KDP〈KH2PO4〉的4倍),理论计算表明,该材料在比较宽的频率范围内能够实现相位匹配,UV漫反射光谱表明其吸收边约为360 nm。CaBiGaB2O7的粉末倍频效应相当于KDP的2倍,其吸收边大约为427 nm,该材料也能实现相位匹配。Bi2ZnB2O7和CaBiGaB2O7是潜在的新型非线性光学晶体材料。如果能将其生长成大块晶体,并制作成有用的器件应用于激光系统中,就会促进光电技术等高技术产业的发展,产生社会、经济效益。

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