红外非线性光学晶体可以通过频率转换输出中远红外激光, 在**和民用领域都具有重要的应用。硫属化物和磷属化物皆是优秀的中远红外非线性光学材料的候选体系, 近二十年来, 硫属非线性光学材料得到了广泛研究和应用, 然而对磷属非线性光学材料的研究还相当匮乏。本文从新材料探索方面, 综述了目前已经报道的磷属非线性光学材料的研究进展, 按照晶体结构将其分为三大类, 即经典的黄铜矿型结构、同原子键结构以及其他四面体堆积结构。主要讨论了这些化合物的晶体结构、非线性光学性能以及构效关系。最后探讨了磷属红外非线性光学晶体未来的发展方向。

在紫外吸收光谱范围内对黄药溶液进行扫描, 发现在波长226.5和300 nm处有两个明显吸收峰, 且300 nm处的吸收峰强于226.5 nm处的。 采用标准曲线法对不同浓度的标准样品进行浓度测量, 对所得数据进行线性拟合, 结果表明: 在波长226.5和300 nm处的线性相关性均较好, 但在波长300 nm处的相关性更佳, 在226.5 nm处进行高浓度黄药溶液测量, 可在300 nm处进行低浓度黄药溶液测量。 在300 nm下对不同浓度黄药溶液进行定量分析, 结果表明, 最大吸光度为1.672, 最小吸光度为0.032时, 黄药溶液标准曲线的线性相关性仍很好, 吸光度继续增大时, 相关系数降低, 在进行定量分析时, 黄药浓度最好不要超过20 mg·L-1。 在不同pH条件下, 在300 nm处对黄药溶液进行浓度测量, 发现pH为3时, 吸光度下降, 黄药开始分解, 当溶液pH为2时, 所测吸光度为0, 黄药已完全分解, pH值在5~10范围内, 黄铜矿对黄药吸附较好, 溶液最佳吸附pH值为9。 在300 nm处测量黄药在黄铜矿表面吸附量, 分别采用Freundlich和Langmuir等温吸附模型方程、 准一级和准二级动力学方程模型对所得实验数据进行拟合, 研究其在黄铜矿表面的吸附动力学和热力学。 结果表明: 在288～303 K范围内, 温度变化对吸附量多少影响不大, 黄药在黄铜矿表面的吸附等温线更符合Langmuir等温线模型, 黄铜矿对黄药的实际平衡吸附量Qe均小于或接近理论单层饱和吸附量, Qm值均与实验值极为接近, 说明黄药在黄铜矿表面的吸附以单层化学吸附为主。 随着温度升高, 吸附量增加, 说明升高温度有利于吸附过程进行, 黄铜矿对黄药的吸附为吸热过程, 但吸附量增加幅度很小, 说明黄药在黄铜矿表面吸附受温度影响较小。 该吸附过程是一个熵增、 吸热、 自发进行的过程, 热力学参数可通过范特霍夫方程计算得到, 吸附焓变ΔH为48.703 41 kJ·mol-1, 熵变ΔS为219.403 88 J·(mol·K)-1, 吸附自由能变ΔG为-16.054 93 kJ·mol-1, 推测该吸附过程属于化学吸附; 黄铜矿对黄药的吸附更符合准二级动力学方程模型, Qt值随着温度升高而增大, 且变化幅度很小, 表明黄药在黄铜矿表的吸附过程为吸热过程, 但受温度变化较小, 这与热力学分析的结论一致, 对方程拟合所得Qe值均与实验值极为接近。

实验利用金刚石压腔装置研究了常温和0.1～1 400 MPa范围内黄铜矿A1振动模式的原位拉曼光谱特征。 结果显示在实验条件范围内, 该拉曼振动峰的强度和形态保持稳定, 表明晶格内Cu-S和Fe-S间的相互作用没有发生质变。 实验发现黄铜矿该拉曼振动的波数随着压力升高连续向高频方向移动, 两者的线性关系为: ν290＝0.031 2p+290.60(0.1≤p<58.8 MPa)和ν290＝0.005 72p+292.10(58.8≤p<1 400 MPa)dν/dp。 常温下58.8 MPa是黄铜矿该拉曼波数随压力变化率的一个突变点, 低于和高于该压力时分别为31.2和5.72 cm-1·GPa-1, 显著的差异表明黄铜矿的结构可能发生了某种改变。

采用了一种低成本化学溶液法制备铜铟硒(CuInSe2, CIS)薄膜.研究了预退火温度、硒化温度及基片衬底等实验参数对材料性能的影响.采用硝酸铜和氯化铟配置前驱体溶液，旋涂法制膜，后经480℃硒化退火得到CIS薄膜.XRD测试结果表明薄膜结晶性良好，具黄铜矿结构；SEM测试结果显示薄膜由较大晶粒组成，表面相对平整致密；EDX测试显示薄膜组分相对合理，略贫Cu而富Se.采用此薄膜为吸收层制备CIS原型薄膜太阳能电池，其光电测试显示单层CIS光伏响应达到1.6%.

根据黄铜矿的X射线粉末衍射图谱建立了晶体结构模型, 应用ICP-MS, AFM和XPS分析研究了黄铜矿在氩气与氧气环境中不同机械搅拌时间和不同pH值水溶液中的溶解特性和表面性质, 建立了黄铜矿在水溶液中的溶解模型。 实验结果表明, 在纯水中, 溶液中的铜和铁的浓度与时间的关系可定义为方程c=ksat+b； 低pH值有利于黄铜矿的溶解； 表面氧化缓慢, 对黄铜矿溶解性影响微弱； 纯水中黄铜矿的溶解性对有效比表面积影响不大, 酸性条件下黄铜矿的溶解由表面化学反应控制； 长时间溶解后黄铜矿表面呈富铜状态； 溶解使表面粗糙度和晶格缺陷增加。