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以三价铽为基础的晶体材料因为其独特的磁学和光学性质,其合成、结构表征以及性质测试已经成为当前研究的热点。含铽化合物可以作为发光材料和磁光材料:发光材料在平板电致发光、等离子显示器、场发射显示器、照明、医疗成像、闪烁探测器等当前科技热点中扮演着举足轻重的角色,而磁光材料在光通讯、高功率激光器中具有非常重要的作用。当前商用的磁光晶体材料仍然存在一些不足,因此寻找新型的更好的磁光晶体材料一直是当前研究的热点问题。本文探索发现了几种含铽氧化物晶体,并对其结构以及相关性质做了较好的研究,具体工作包括以下几个方面: (1)使用助熔剂法生长出一种新的硼酸盐晶体LiCaTb5(BO3)6,该晶体属于六方晶系,P6522空间群,晶胞参数为a=7.0424(4)(A。),c=25.776(24)(A。),V=1107.1146(0)(A。)3,Z=3。该晶体在ab面内以Tb-O多面体通过同顶点或者共角的方式互相连接形成层状结构,层与层之间通过(BO3)3-基团和共用Tb-O多面体的顶角氧原子互相连接;Li离子填充在层与层之间的空隙中,形成LiO6多面体。LiCaTb5(BO3)6的UV-Vis-IR透过光谱表明其在500nm到1500nm波长范围内透过率高于80%; LiCaTb5(BO3)6的磁性测试表明其在2K至300K的温度范围内具有较好的顺磁性;使用消光法测得其在633nm波长的Verdet系数为-218radT-1m-1,这表明LiCaTb5(BO3)6是一种在可见及红外领域具有很好的应用前景的磁光晶体材料。 (2)利用Li2O-CaO-B2O3助熔剂体系自发结晶得到了一种新的晶体Li2Ca5Tb(BO3)5,结构解析表明Li2Ca5Tb(BO3)5属于正交晶系,Pnma空间群,晶胞参数为a=19.264(4)(A。),b=10.408(2)(A。),c=6.5336(13)(A。),V=1310.0(5)(A。)3,Z=4。该晶体属于层状结构,在ac面内,两条由Tb-O多面体组成的不同的链通过共边方式连接,Li+离子填充在链与链之间的空隙中,形成二维层状结构;在b方向上,Ca2+离子填充在层与层之间的空隙中,形成三维框架结构。使用分光光度计测试Li2Ca5Tb(BO3)5的紫外可见漫反射光谱,分析了漫反射光谱中Tb3+从基态跃迁至各个激发态能级所对应的吸收峰;使用荧光光谱仪在室温下测试了Li2Ca5Tb(BO3)5的激发光谱和发射光谱,分析了激发光谱和发射光谱中各个峰所对应的Tb3+离子的能级跃迁;差示扫描量热分析表明Li2Ca5Tb(BO3)5为非一致熔融化合物。 (3)以PbO为助熔剂通过自发结晶得到了Mg2Tb8(SiO4)6O2单晶,该晶体属于六方晶系,P63/m空间群,晶胞参数为a=9.379(2)(A。),c=6.788(2)(A。),V=517.1(3)(A。)3,Z=1。Mg2Tb8(SiO4)6O2属于磷灰石结构,Tb(1)和Mg(1)共占单胞的6h位置,Tb(2)和Mg(2)共占单胞的4f位置;采用溶胶凝胶法在较低的反应温度下得到了Mg2Tb8(SiO4)6O2的纯相粉末;使用分光光度计测试了Mg2Tb8(SiO4)6O2的紫外可见漫反射光谱,Mg2Tb8(SiO4)6O2在500nm至1500nm的可见及红外区域透过良好;测试了Mg2Tb8(SiO4)6O2的变温磁化率以及磁化强度,其在2K至300K的温度范围内具有较好的顺磁性;表明Mg2Tb8(SiO4)6O2是一种在可见红外领域具有潜在应用的磁光晶体材料。