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中科院新疆理化所發(fā)表鹵素硼酸鹽非線性光學(xué)晶體綜述文章  探索和合成性能優(yōu)異的新型紫外/深紫外非線性光學(xué)晶體材料一直是功能材料領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。目前唯一能夠用于紫外/深紫外波段的非線性光學(xué)晶體材料是氟硼酸鉀(KBBF)晶體，但其存在層狀生長(zhǎng)習(xí)性問題，無法廣泛應(yīng)用，仍需要繼續(xù)探索新材料滿足功能材料的發(fā)展需求。基于KBBF的晶體結(jié)構(gòu)，通過在硼酸鹽中引入鹵素離子X (X = F, Cl, Br和 I)，設(shè)計(jì)合成非中心對(duì)稱的鹵素硼酸鹽，是探索新型非線性光學(xué)晶體材料的研究策略之一。近幾年來，鹵素硼酸鹽因其豐富的結(jié)構(gòu)類型以及優(yōu)良的非線性光學(xué)性能，逐漸引起科研人員的廣泛關(guān)注。 科研人員全面系統(tǒng)地總結(jié)了近200種鹵素硼酸鹽化合物，分析了鹵素硼酸鹽的設(shè)計(jì)合成和晶體結(jié)構(gòu)特性，歸納了其陰離子基團(tuán)種類，闡述了具有不同結(jié)構(gòu)類型的鹵素硼酸鹽的非線性光學(xué)性能。綜述文章同時(shí)指出了鹵素離子的引入有利于豐富硼酸鹽晶體結(jié)構(gòu)，并且該類化合物與鹽包裹固體類(salt-inclusion solids)化合物在結(jié)構(gòu)上具有共性關(guān)系，進(jìn)一步總結(jié)出鹵素中心離子鹽單元(halogen-centered SBUs)對(duì)非中心結(jié)構(gòu)形成的促進(jìn)規(guī)律，揭示了鹵素離子對(duì)非線性光學(xué)性能的直接和間接影響機(jī)理。該綜述文章通過總結(jié)鹵素硼酸鹽的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)、生長(zhǎng)及其應(yīng)用間的關(guān)系規(guī)律，為發(fā)現(xiàn)性能更加優(yōu)異的非線性光學(xué)晶體提供理論依據(jù)。 潘世烈課題組依托于“中國(guó)科學(xué)院特殊環(huán)境功能材料與器件重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室和自治區(qū)電子信息材料與器件重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室”，長(zhǎng)期從事新型紫外/深紫外硼酸鹽非線性光學(xué)材料的設(shè)計(jì)與制備研究，取得了一系列成果。此次發(fā)表的綜述文章對(duì)新疆理化所新型光電功能材料實(shí)驗(yàn)室在該方面的科研成果進(jìn)行了總結(jié)，在含鹵素的金屬硼酸鹽體系中，課題組通過結(jié)構(gòu)篩選，設(shè)計(jì)合成了具有鈣鈦礦類似結(jié)構(gòu)的氯硼酸鉀/溴硼酸鉀系列晶體材料（J. Am. Chem. Soc, 2011, 133, 7786; CrystEngComm, 2011, 13, 2899），具有無d0、d10金屬陽(yáng)離子中效應(yīng)最大的氟硼酸鋇晶體（J. Am. Chem. Soc., 2013, 135, 4215），以及一大批具有短紫外截止邊和較大倍頻效應(yīng)的新型晶體材料（J. Mater. Chem. C, 2014, 2, 4257; Cryst. Growth Des., 2013, 13, 3514; Inorg. Chem., 2013, 52, 5359）。此外，在晶體材料結(jié)構(gòu)-性能關(guān)系研究方面，闡明了陽(yáng)離子對(duì)堿金屬鹵素硼酸鹽晶體結(jié)構(gòu)性能的影響（Cryst. Growth Des., 2014, 14, 1794; Inorg. Chem., 2014, 53,11213），利用第一原理方法揭示了溴硼酸鋇晶體非線性光學(xué)效應(yīng)來源機(jī)制（J. Phys. Chem. C, 2014, 118, 11849）以及鉛鋇硼氧氯和鉛鋇硼氧溴具有較大倍頻效應(yīng)增益的內(nèi)在機(jī)理（J. Am. Chem. Soc., 2015, 137, 9417; Dalton Trans., 2015, 44, 16818），并從理論上模擬了非線性晶體材料在加壓情況下相位匹配區(qū)間的變化情況（Appl. Phys. Lett, 2015, 106, 031906）等。近五年課題組共發(fā)表SCI學(xué)術(shù)論文185篇，其中SCI影響因子大于4.0的有67篇，申請(qǐng)美國(guó)發(fā)明專利4項(xiàng)、中國(guó)發(fā)明專利65項(xiàng)；榮獲新疆維吾爾自治區(qū)科技進(jìn)步一等獎(jiǎng)3項(xiàng)。 該工作得到國(guó)家自然科學(xué)基金、中科院交叉合作與創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)、新疆重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室基金等項(xiàng)目的資助。 文章鏈接：http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0010854515300813 |
