摘要: 金属配合物晶体作为一类新型材料，有的具有较高的非线性光学系数和化学灵活性，较宽的透光波段，有的具有良好的压电或热释电性，以及较好的机械强度和化学稳定性，在激光变频、参量振荡器或超声、红外探测等光电高技术领域具有广阔的应用前景，逐渐... 展开 金属配合物晶体作为一类新型材料，有的具有较高的非线性光学系数和化学灵活性，较宽的透光波段，有的具有良好的压电或热释电性，以及较好的机械强度和化学稳定性，在激光变频、参量振荡器或超声、红外探测等光电高技术领域具有广阔的应用前景，逐渐成为人们探索新光电功能晶体材料的热点。 硫脲硫酸锌{[Zn(CS(NH2)2)3SO4]，简称ZTS}晶体具有生长方法简单、较宽的透过范围和低的角度灵敏度等优点，具有明显的粉末倍频效应，能够被广泛应用于二次谐波发生，而且具备热释电材料要求的对称性，因此有望成为性能优良的光学和热释电材料，在激光变频以及红外探测等领域有很大的潜在应用价值。 结合最新的研究进展，借鉴氘化在KDP晶体中取得的效果，详细地研究了采用常温溶液降温法培养ZTS晶体的生长过程，系统地分析了过饱和度、溶液稳定性、溶液纯度等主要因素对ZTS晶体生长体系稳定性和晶体质量的影响，对实验装置进行了改进和试验，提出降温和循环流动相结合的生长方法，获得了较大尺寸的纯ZTS晶体，掺杂氨基硫脲名义比例分别为1mol％、3mol％、5mol％和8mol％的掺杂ZTS晶体，部分氘化的ZTS晶体。 通过热分解法和沉淀法对获得的ZTS晶体成分进行了初步的验证;采用XRD粉末衍射测定了晶体的晶胞参数，对比分析了掺杂氨基硫脲和氘化对ZTS晶体晶胞参数的影响，初步判断氨基硫脲掺入到ZTS晶体中。 接着通过红外光谱分析和DSC分析对ZTS晶体的官能团和热稳定性进行了研究分析。红外光谱分析进一步验证了获得的晶体为ZTS晶体，对比掺杂氨基硫脲和纯ZTS晶体的红外光谱图确定ZTS晶体中掺入了氨基硫脲;与此同时，分析氘化ZTS晶体的红外光谱图发现，氘化之后由于NH2的弯曲振动和伸缩振动产生的吸收峰产生蓝移，且强度有所增强，这也许会对ZTS晶体的一些性能产生积极的影响。DSC分析表明，各组ZTS晶体均在240℃附近熔化，而在此温度以前晶体的热稳定性很好，不存在任何相转变;掺杂和氘化基本未降低晶体的热稳定性。 最后对获得的ZTS晶体的光透过能力、热释电性能和压电性能进行了全面的测定和分析。结果显示，纯ZTS晶体具有较好的透过性能，掺杂氨基硫脲使ZTS晶体的透过曲线产生了不同程度的红移，而且一定程度上减小了晶体的透过率;ZTS晶体不易退极化，且容易成为单畴晶体，具有一定的热释电和较好的压电性能，在室温附近纯ZTS晶体热释电系数Pi为-9.2×10-9C/cm2·℃，压电常数d33为28pC/N;掺杂氨基硫脲和氘化不但对ZTS晶体的热释电性能没有明显改善，而且居里点却有所降低，但是氘化和少量掺杂氨基硫脲均能增大ZTS晶体的压电常数d33，增大幅度在10％左右，很好地改善了晶体压电性能。 收起