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本文在 Na2O-CdO-B2O3-P2O5、 PbO-B2O3-P2O5、 Li2O-Na2O-P2O5、Rb2O-CdO-P2O5和Cs2O-CdO-P2O5体系中探索合成了Na3Cd3B(PO4)4,Pb3B(PO4)3,LiNa3P2O7,Rb2CdP2O7和Cs2CdP2O7五种化合物,确定了5种化合物的晶体结构,并表征其性能。
1.化合物Na3Cd3B(PO4)4
Na3Cd3B(PO4)4单晶是从高温熔液中自发成核结晶得到的。Na3Cd3B(PO4)4属于正交晶系,Pmc21空间群,a=13.6854(3)(A),b=5.3346(11)(A),c=18.2169(4)(A),Z=4。该化合物具有零维的[B(PO4)4]9-阴离子基团;该化合物吸收边是360 nm;Na3Cd3B(PO4)4有相对较强的粉末倍频效应,相当于1.1倍的KDP,并且能够实现相位匹配。
2.化合物Pb3B(PO4)3
采用顶部籽晶法获得了Pb3B(PO4)3晶体,尺寸为18 mm×7mm×9mm。Pb3B(PO4)3属于正交晶系,Ibca空间群,a=7.0080(2)(A),b=14.2286(4)(A),c=21.5469(6)(A),Z=8。该化合物的[B(PO4)3]6-阴离子基团通过共用O原子排列形成围绕a方向的“之”字型链;Pb3B(PO4)3是一致熔融化合物;Pb3B(PO4)3的吸收边为276 nm。
3.化合物LiNa3P2O7
LiNa3P2O7单晶是从高温熔液中自发成核结晶得到的。LiNa3P2O7属于正交晶系,C2221空间群,a=5.4966(2)(A),b=9.1365(4)(A),c=12.2764(5)(A),Z=4。LiNa3P2O7的结构中有ab平面上二维的[Li3P2O7]3-层;LiNa3P2O7是一致熔融化合物;吸收边是233 nm。
4.化合物Rb2CdP2O7和Cs2CdP2O7
Rb2CdP2O7和Cs2CdP2O7单晶是从高温熔液中分别自发成核结晶得到的。Rb2CdP2O7和Cs2CdP2O7分别属于单斜晶系的P21/c空间群和正交晶系的Pnma空间群。Rb2CdP2O7晶胞参数为a=5.3818(6)(A),b=9.8723(11)(A),c=15.6308(15)(A),β=92.140(7)°,Z=4;Cs2CdP2O7晶胞参数为a=16.341(5)(A),b=5.4772(15)(A),c=10.019(3)(A),Z=4。两种化合物具有相似的结构,在空间呈三维网络结构。3个P2O7基团与3个CdO5多面体交替连接,形成了二维的有孔隙的层状结构;Rb2CdP2O7和Cs2CdP2O7都是一致熔融化合物;Rb2CdP2O7和Cs2CdP2O7的吸收边分别是204 nm和280 nm。