中科院新疆理化所發(fā)表鹵素硼酸鹽非線性光學晶體綜述文章
2015年12月30日,國際綜述性期刊Coordination Chemistry Reviews 在線發(fā)表了由中國科學院新疆理化技術研究所新型光電功能材料實驗室研究員潘世烈團隊獨立撰寫的題為Recent Development of Metal Borate Halides: Crystal Chemistry and Application in Second-order NLO Materials 的學術論文。潘世烈課題組助理研究員王穎為論文第一作者。
探索和合成性能優(yōu)異的新型紫外/深紫外非線性光學晶體材料一直是功能材料領域的研究熱點。目前唯一能夠用于紫外/深紫外波段的非線性光學晶體材料是氟硼酸鉀(KBBF)晶體,但其存在層狀生長習性問題,無法廣泛應用,仍需要繼續(xù)探索新材料滿足功能材料的發(fā)展需求;贙BBF的晶體結構,通過在硼酸鹽中引入鹵素離子X (X = F, Cl, Br和 I),設計合成非中心對稱的鹵素硼酸鹽,是探索新型非線性光學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構類型以及優(yōu)良的非線性光學性能,逐漸引起科研人員的廣泛關注。 科研人員全面系統(tǒng)地總結了近200種鹵素硼酸鹽化合物,分析了鹵素硼酸鹽的設計合成和晶體結構特性,歸納了其陰離子基團種類,闡述了具有不同結構類型的鹵素硼酸鹽的非線性光學性能。綜述文章同時指出了鹵素離子的引入有利于豐富硼酸鹽晶體結構,并且該類化合物與鹽包裹固體類(salt-inclusion solids)化合物在結構上具有共性關系,進一步總結出鹵素中心離子鹽單元(halogen-centered SBUs)對非中心結構形成的促進規(guī)律,揭示了鹵素離子對非線性光學性能的直接和間接影響機理。該綜述文章通過總結鹵素硼酸鹽的結構、性質(zhì)、生長及其應用間的關系規(guī)律,為發(fā)現(xiàn)性能更加優(yōu)異的非線性光學晶體提供理論依據(jù)。 潘世烈課題組依托于“中國科學院特殊環(huán)境功能材料與器件重點實驗室和自治區(qū)電子信息材料與器件重點實驗室”,長期從事新型紫外/深紫外硼酸鹽非線性光學材料的設計與制備研究,取得了一系列成果。此次發(fā)表的綜述文章對新疆理化所新型光電功能材料實驗室在該方面的科研成果進行了總結,在含鹵素的金屬硼酸鹽體系中,課題組通過結構篩選,設計合成了具有鈣鈦礦類似結構的氯硼酸鉀/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金屬陽離子中效應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,在晶體材料結構-性能關系研究方面,闡明了陽離子對堿金屬鹵素硼酸鹽晶體結構性能的影響(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效應來源機制(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增益的內(nèi)在機理(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學術論文185篇,其中SCI影響因子大于4.0的有67篇,申請美國發(fā)明專利4項、中國發(fā)明專利65項;榮獲新疆維吾爾自治區(qū)科技進步一等獎3項。 該工作得到國家自然科學基金、中科院交叉合作與創(chuàng)新團隊、新疆重點實驗室基金等項目的資助。 文章鏈接:http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0010854515300813 |