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有机DAST晶体高纯生长原料合成和大尺寸单晶制备技术
2017-03-27 09:13   审核人:

项目(成果)名称: 有机DAST晶体高纯生长原料合成和大尺寸单晶制备技术

所属产业类别:新材料

项目(成果)介绍

DAST [4-(4-二甲基氨基苯乙烯基)甲基吡啶对甲苯磺酸盐]晶体是一种性能优异的新型有机非线性光学晶体,具有较大的非线性系数、电光系数以及较低的介电常数,是目前产生THz 波效率最高的有机晶体,同时,也适用于超快光脉冲的探测和光波导等高新技术领域。但是,目前高纯度的DAST原料难以制备,大尺寸DAST 晶体的关键生长技术不够成熟,这些难题严重限制了DAST 晶体在产生THz 波方面的应用。

本成果研制出一套完整的DAST 原料合成、提纯和大尺寸单晶生长技术,可制备出满足实用要求的高纯度晶体生长原料,增加产率并降低成本。针对有机晶体生长特点,研制出一种新型有机晶体溶液法晶体生长装置,通过分析DAST 晶体成核生长机制,优化生长工艺参数,可实现厘米级尺寸高质量DAST 晶体的稳定生长。在此基础上,实现了DAST 晶体的高效THz 波输出,提高了晶体THz 转换效率。

技术创新点:

1. 提出一套最优化的DAST 晶体生长原料合成工艺路线,有效缩短了反应时间,原料产率达到40%-50%。

2. 自主研发出了DAST晶体生长原料的提纯技术,制备出纯度优于99.8%的高纯原料,可满足晶体生长需要。

3. 针对有机晶体生长的特点,自行研制出新型有机DAST 晶体的生长装置,实现厘米级尺寸高质量DAST 晶体的稳定生长。

市场前景分析:

THz波具有光子能量低、频率高、空间分辨率好等优点,可广泛应用于光谱学成像、无损检测、安检(生化物的检查)、医疗检查、质量控制、高精度保密雷达、卫星间宽带通信等领域。以有机非线性光学晶体DAST为核心材料,基于光子学法产生THz 波的技术凭借装置简单、THz 波谱覆盖范围宽、输出功率高等优点,成为最有潜力实现应用的技术。在未来社会生活和科技发展中,THz技术会拥有更加广阔的应用前景,而所有THz技术的应用基础正是THz辐射源技术。THz辐射源性能的稳定、高效、高功率,势必影响整个THz产业的发展。由于国内市场尚未形成激烈的竞争,且所需产品数量巨大,拥有更加广阔的应用前景。

根据国家自然科学基金委员会网站http://www.nsfc.gov.cn/信息,2004年-2015年关于太赫兹研究项目的总数,2004年项目数为6个,而到2015年批复项目数达到75个,相关研究机构也由2004年的6个(6个研究方向)发展到2015年104个(400多个研究方向),11年间增长了16.3倍,自2010年开始,国家对于太赫兹技术方面的研究支持力度增大。 随着太赫兹技术的不断发展,国家资助力度加强,国内许多企业意识到其发展潜力,逐步涉足太赫兹技术应用领域,目前相关企业具有30多家,但是发展很快,比如大恒科技、四创电子、同方股份等企业都已上市,随着应用技术的成熟,THz技术应用领域的市场具有非常好的前景。

合作方式:技术开发、技术服务、技术转让、技术咨询均可

科研团队介绍:

青岛大学物理科学学院功能晶体材料科研团队主要开展新型光电功能晶体材料的生长和应用研究,研究方向包括:①新型有机THz晶体的原料合成、生长和应用研究。②新型激光晶体材料的生长和性能研究;③KDP类水溶液晶体的生长制备及光电应用研究。研究团队拥有超纯水系统、通风橱系统以及防氧化蒸发干燥系统等实验配套设施,可以满足有机和无机晶体生长原料的合成需要;有20余套晶体生长设备,可以满足溶液法、提拉法和助熔剂法晶体生长的需要;另有X射线单晶定向仪、线切割机、晶体抛光机等加工测试设备,可以满足晶体切割加工的需要。

科研团队现有教授1名,副教授2名,讲师1名,均具有博士学位;另有,在读材料学专业博士研究生1名,在读物理学和材料工程硕士研究生13名。近年来,科研团队先后承担8项国家自然科学基金项目和1项山东省重点研发项目,另外承担多项省市级课题,科研成果发表SCI/EI收录学术论文70余篇,授权国家发明专利9项,获山东省自然科学三等奖1项、青岛市自然科学二等奖1项和山东省高等学校优秀科研成果奖2项。

项目联系人:

滕冰,手机:13854235108 邮箱:5108tb@163.com

 

附图片2张

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