專利名稱：一種溴化亞銅晶體的生長方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及功能材料技術(shù)領(lǐng)域中的人工晶體和晶體生長領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
溴化亞銅是一種具有 優(yōu)良的導(dǎo)電能力的導(dǎo)體、反常的反磁性能、不同尋常的光致發(fā)光半導(dǎo)體材料。廣泛用于有機(jī)合成的催化、電池、氣體傳感器和激光器。溴化亞銅共具有 α、β、γ三種晶相，其中低溫Y晶相的CuBr是閃鋅礦結(jié)構(gòu)。它是在溫度低于385°C合成的立方結(jié)構(gòu)的P型半導(dǎo)體材料，具有寬的直接能隙。它的空間群為F-43m屬于立方晶系。 385-469度是具有纖維鋅礦結(jié)構(gòu)的β相。469-488 (熔點(diǎn))是α相結(jié)構(gòu)。三種晶相都是Cu+ 的導(dǎo)體。目前，有關(guān)CuBr晶體的應(yīng)用和開發(fā)研究，最大的困難是CuBr大單晶的獲得。由于在溫度高于385°C時CuBr就轉(zhuǎn)化為α相或β相，所以不能用熔融法生長得到CuBr晶體。另一方面，CuBr在水中的溶解度非常小，也不能用簡單的溶液法生長。報道CuBr晶體生長的文獻(xiàn)很少。2004年萬松明等報道了利用乙二醇生長CuBr晶體(Crystal Growth& Design, 2004, Vol 4)。這種方法由于無法控制晶體的成核，得到的晶體尺寸都較小。所得到的晶體也都在毫米級。由于尺寸小、質(zhì)量差，文獻(xiàn)中都沒有對晶體的質(zhì)量和發(fā)光特性作進(jìn)一步的報道。完整的發(fā)光機(jī)理、物化性能也都無法獲得。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的就在于公開一種新的生長Y相溴化亞銅晶體的方法。CuBr不溶于水和一些常見的有機(jī)溶劑中，但能溶于一些含氮的有機(jī)離子溶液中。 離子液體又稱室溫離子液體或室溫熔融鹽，也稱非水離子液體、液態(tài)有機(jī)鹽等，是指在室溫或室溫附近溫度下呈液態(tài)，并由陰陽離子組成的物質(zhì)。具有很多獨(dú)特的物理化學(xué)性質(zhì)(1) 蒸汽壓低、不揮發(fā)、易于存放、消除了揮發(fā)性有機(jī)溶劑的污染問題。(2)液體狀態(tài)溫度范圍寬，且穩(wěn)定性大多比較高。(3)能夠溶解許多有機(jī)、無機(jī)和金屬有機(jī)化合物。(4)通過選擇合適的陰離子或陽離子，可以改變離子液體的極性、親水性/親酯性、粘度、密度、酸性等性質(zhì)。實驗發(fā)現(xiàn)CuBr能溶于咪唑型、吡啶型、吡咯烷型、季銨型、季膦型等陰離子為鹵素的離子液體中。因此，我們利用這類離子液體為溶劑，采用高溫溶劑降溫法生長溴化亞銅晶體生長時采用分析純的鹵素離子液體為生長溶劑，分析純的溴化亞銅粉末為生長原料。降溫法生長設(shè)備采用玻璃加工。具體的生長步驟如下1、配置溴化亞銅在鹵素離子液體中的飽和溶液。將溴化亞銅溶于鹵素離子液體中，氮?dú)獗Ｗo(hù)，加熱至150度以上，利用攪拌器攪拌，直到溶液中溴化亞銅不能溶解，過濾飽和溶液。2、生長籽晶的制備。利用降溫的方法獲得小的籽晶，選擇晶形較好的晶粒為籽晶， 把籽晶粘在玻璃制的晶架上。3、晶體的生長。配置的飽和溶液注入生長裝置中，氮?dú)獗Ｗo(hù)，升高溫度，對溶液進(jìn)行一定程序的過熱處理。將制備好的籽晶放入生長器的上方，恒溫5-30分鐘，放入晶種進(jìn)入生長溶液中，進(jìn)行“正-停-反”的轉(zhuǎn)動?？刂平禍厮俣龋?0-30天后得到大尺寸的溴化亞銅晶體。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于，溴化亞銅在鹵素離子液體中有相對較好的溶解性和結(jié)晶性。 這樣，生長出的晶體的晶形完整。通過控制降溫的速度，能得到尺寸較大的晶體。生長出的晶體純度高，質(zhì)量好。晶體為無色，透明度高。將生長出的溴化亞銅晶體，進(jìn)行X射線粉末衍射測試，證明晶體為Y相的溴化亞銅晶體。


圖1是溶液降溫方法生長溴化亞銅晶體的裝置圖。圖中1.熱電偶2.保溫層3.加熱器4.籽晶桿5.晶體6.溶液圖2溴化亞銅晶體的粉末衍射圖譜。
具體實施例方式實現(xiàn)本發(fā)明的具體實施方式
優(yōu)選方案1 :1、飽和溶液的制備取分析純的溴化1- 丁基-3-甲基咪唑200ml于玻璃容器中， 加入一定量溴化亞銅粉術(shù)。在氮?dú)獗Ｗo(hù)條件下加熱、攪拌使之溶解，得到150度的溴化亞銅的飽和溶液。2、生長籽晶的制備利用降溫的方法獲得小的籽晶，選擇晶形較好的晶粒為籽晶， 把籽晶粘在玻璃制的晶架上。3、晶體的生長配置的飽和溶液注入生長裝置中，在氮?dú)獗Ｗo(hù)條件下升高溫度至 160度，對溶液進(jìn)行一定程序的過熱處理，恒溫5-30小時。將制備好的籽晶放入生長器的上方，恒溫10分鐘，放入晶種進(jìn)入生長溶液中，進(jìn)行“正-停-反”的轉(zhuǎn)動。降溫速度2度 /天，10天后得到尺寸5X 5X 5mm的溴化亞銅晶體。所生長出來的溴化亞銅晶體形貌為規(guī)則四面體，無色，透明。實現(xiàn)本發(fā)明的具體實施方式
優(yōu)選方案2 1、飽和溶液的制備取分析純的溴化N- 丁乙基吡啶200ml于玻璃容器中，加入一定量溴化亞銅粉末。在氮?dú)獗Ｗo(hù)條件下加熱、攪拌使之溶解，得到150度的溴化亞銅的飽和溶液。2、生長籽晶的制備利用降溫的方法獲得小的籽晶，選擇晶形較好的晶粒為籽晶， 把籽晶粘在玻璃制的晶架上。3、晶體的生長配置的飽和溶液注入生長裝置中，在氮?dú)獗Ｗo(hù)條件下升高溫度至 160度，對溶液進(jìn)行一定程序的過熱處理，恒溫5-30小時。將制備好的籽晶放入生長器的上方，恒溫5-10分鐘，放入晶種進(jìn)入生長溶液中，進(jìn)行“正-停-反”的轉(zhuǎn)動。降溫速度2度 /天，10天后得到尺寸7 X 7 X 7mm的溴化亞銅晶體。所生長出來的溴化亞銅晶體形貌為規(guī)則四面體，無色，透明。
權(quán)利要求
1.一種溴化亞銅晶體，其特征在于該晶體的分子式為CuBr，屬于γ相的立方晶系。 分子量為=143. 45
2.如權(quán)利要求1所述的溴化亞銅晶體，該晶體采用降溫法生長，生長的溶劑為含鹵離子的離子液體。
3.如權(quán)利要求2所述的含鹵離子的離子液體，其特征在于陽離子為咪唑、吡啶、吡咯、 季銨、季膦等類離子，陰離子為氟、氯、溴、碘等離子。熔點(diǎn)在0-200度之間。
4.如權(quán)利要求1所述的溴化亞銅晶體，其特征在于利用含鹵離子的離子液體配制飽和的溴化亞銅生長溶液。生長的溫度在30-200度之間。降溫速度為1-5度/天。
5.如權(quán)利要求1所述的溴化亞銅晶體的用途，其特征在于該晶體用于激光、光電技術(shù)等領(lǐng)域。
全文摘要
一種溴化亞銅晶體的生長方法，屬于功能材料技術(shù)領(lǐng)域中的人工晶體和晶體生長領(lǐng)域。該方法使用含鹵離子的離子液體為生長溶劑，采用降溫法生長溴化亞銅晶體。生長設(shè)備簡單、工藝易控制。所生長出的晶體晶形完整、缺陷少、尺寸較大。生長的晶體在激光、光電技術(shù)等方面具有很重要的應(yīng)用價值。
文檔編號C30B29/12GK102191545SQ20101013946
公開日2011年9月21日 申請日期2010年3月8日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月8日
發(fā)明者崔玉杰, 李月寶, 楊書穎, 潘建國, 趙玲燕, 陳素珍 申請人:寧波大學(xué)