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Exploring Potential Beryllium-free, Deep-Ultraviolet Optical Crystals in the Rare Earth Fluoride Carbonate–Water System
Crystal Growth & Design ( IF 3.8 ) Pub Date : 2018-05-20 00:00:00 , DOI: 10.1021/acs.cgd.8b00431 Qian Wang 1 , Fangfang He 1 , Ling Huang 1 , Daojiang Gao 1 , Jian Bi 1 , Guohong Zou 2
Crystal Growth & Design ( IF 3.8 ) Pub Date : 2018-05-20 00:00:00 , DOI: 10.1021/acs.cgd.8b00431 Qian Wang 1 , Fangfang He 1 , Ling Huang 1 , Daojiang Gao 1 , Jian Bi 1 , Guohong Zou 2
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Rare earth fluoride carbonates have been proven to be potential deep-ultraviolet optical materials, but lacked the systematic study on phase stability domains to guide synthesis. In this work, detailed investigations of the Na2CO3–GdF3–H2O system have been done in subcritical hydrothermal conditions. A series of sodium-rare earth carbonates crystals NaGdCO3F2 (1), Na2GdCO3F3 (2), Na3Gd(CO3)3 (3), and Na3Gd(CO3)3·6H2O (4) have been synthesized. NaGdCO3F2 (1) is composed of a three-dimensional (3-D) [GdCO3F2]− framework with Na+ as the charge balance cation. Na2GdCO3F3 (2) showed two-dimensional (2-D) [GdCO3F3]2– layers along the c-axis and further bridged by Na+ to form a 3-D framework. Na3Gd(CO3)3 (3) is made up of alternately stacked layers [Na(CO3)2]∞ along the a-axis and [Na2Gd(CO3)2]∞ in the bc plane, forming a 3-D framework. Na3Gd(CO3)3·6H2O (4) exhibits an intricate 3-D structure composed of a [Gd(CO3)3(H2O)3]3– complex and bridging Na+ ions. The results from the UV–vis diffuse reflectance spectroscopy study indicated that the short-wavelength absorption edge of all four compounds were below 200 nm, suggesting that they are potential deep-ultraviolet optical materials. Powder second harmonic generation measurements indicated that the compounds 3 and 4 are phase-matchable (type I), and they exhibit relatively strong second harmonic generation responses of approximately 3 and 2 times that of KH2PO4 (KDP).
中文翻译：
探索氟化碳酸盐-水系统中潜在的无铍深紫外光学晶体
稀土碳酸盐碳酸盐已被证明是潜在的深紫外光学材料，但缺乏对相稳定性域进行指导合成的系统研究。在这项工作中，已在亚临界水热条件下对Na 2 CO 3 -GdF 3 -H 2 O系统进行了详细研究。一系列钠稀土碳酸盐晶体NaGdCO 3 F 2（1），Na 2 GdCO 3 F 3（2），Na 3 Gd（CO 3）3（3）和Na 3 Gd（CO 3））已经合成了3 ·6H 2 O（4）。NaGdCO 3 F 2（1）由具有Na +作为电荷平衡阳离子的三维（3-D）[GdCO 3 F 2 ] -骨架组成。Na 2 GdCO 3 F 3（2）沿c轴显示二维（2-D）[GdCO 3 F 3 ] 2–层，并进一步被Na +桥接形成3-D骨架。Na 3 Gd（CO 3）图3（3）由沿a轴的交替堆叠的层[Na（CO 3）2 ] ∞和在bc平面中的[Na 2 Gd（CO 3）2 ] ∞构成，形成3-D构架。Na 3 Gd（CO 3）3 ·6H 2 O（4）具有由[Gd（CO 3）3（H 2 O）3 ] 3–络合物和桥接Na +组成的复杂的3-D结构。离子。紫外可见漫反射光谱研究的结果表明，所有四种化合物的短波吸收边缘均在200 nm以下，表明它们是潜在的深紫外光学材料。粉末二次谐波产生的测量表明，化合物3和4是相匹配的（I型），并且它们表现出相对较强的二次谐波响应，约为KH 2 PO 4（KDP）的3和2倍。
更新日期：2018-05-20
中文翻译：
探索氟化碳酸盐-水系统中潜在的无铍深紫外光学晶体
稀土碳酸盐碳酸盐已被证明是潜在的深紫外光学材料，但缺乏对相稳定性域进行指导合成的系统研究。在这项工作中，已在亚临界水热条件下对Na 2 CO 3 -GdF 3 -H 2 O系统进行了详细研究。一系列钠稀土碳酸盐晶体NaGdCO 3 F 2（1），Na 2 GdCO 3 F 3（2），Na 3 Gd（CO 3）3（3）和Na 3 Gd（CO 3））已经合成了3 ·6H 2 O（4）。NaGdCO 3 F 2（1）由具有Na +作为电荷平衡阳离子的三维（3-D）[GdCO 3 F 2 ] -骨架组成。Na 2 GdCO 3 F 3（2）沿c轴显示二维（2-D）[GdCO 3 F 3 ] 2–层，并进一步被Na +桥接形成3-D骨架。Na 3 Gd（CO 3）图3（3）由沿a轴的交替堆叠的层[Na（CO 3）2 ] ∞和在bc平面中的[Na 2 Gd（CO 3）2 ] ∞构成，形成3-D构架。Na 3 Gd（CO 3）3 ·6H 2 O（4）具有由[Gd（CO 3）3（H 2 O）3 ] 3–络合物和桥接Na +组成的复杂的3-D结构。离子。紫外可见漫反射光谱研究的结果表明，所有四种化合物的短波吸收边缘均在200 nm以下，表明它们是潜在的深紫外光学材料。粉末二次谐波产生的测量表明，化合物3和4是相匹配的（I型），并且它们表现出相对较强的二次谐波响应，约为KH 2 PO 4（KDP）的3和2倍。
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