近年來，紅外非線性光學(xué)晶體已經(jīng)發(fā)展成為實現(xiàn)紅外激光輸出的關(guān)鍵頻率轉(zhuǎn)換器件。然而，商業(yè)化的紅外非線性光學(xué)晶體由于激光損傷閾值低以及雙光子吸收強等問題影響了其應(yīng)用�；�于此，探索新型的優(yōu)異紅外非線性光學(xué)晶體材料成為研究熱點，而且要求其具有紅外透過范圍寬、非線性系數(shù)大、帶隙大以及化學(xué)穩(wěn)定性強等特點。由于大帶隙與非線性光學(xué)系數(shù)之間存在反比關(guān)系，因此如何實現(xiàn)大帶隙與高非線性系數(shù)之間的平衡（要求帶隙Eg>3.0 eV，非線性效應(yīng)dij>10×KDP）成為目前探索新型紅外非線性光學(xué)材料的重要研究方向。 r!yrPwKL  
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中國科學(xué)院新疆理化技術(shù)研究所光電功能材料團(tuán)隊近年來一直致力于紅外非線性光學(xué)材料的研究，在前期文獻(xiàn)調(diào)研中發(fā)現(xiàn)能夠?qū)崿F(xiàn)以上性能平衡的紅外非線性材料并不多，而且大部分此類材料結(jié)構(gòu)中都具有四面體基元、堿金屬或者堿土金屬等。因此，科研人員優(yōu)選Na-Ba-M-Q (M = Ge, Sn; Q = S, Se)作為研究對象，通過在密閉真空石英管中進(jìn)行高溫固相反應(yīng)，最終得到四種性能優(yōu)異的紅外非線性光學(xué)材料，即Na2BaSnS4、Na2BaSnSe4、Na2BaGeS4和 Na2BaGeSe4。通過結(jié)構(gòu)解析發(fā)現(xiàn)Na2BaSnS4晶體結(jié)晶于四方晶系I-42d 空間群，而其他三個晶體均結(jié)晶于三方晶系R3c空間群。值得注意的是，在四元硫?qū)倩�合物中，通過簡單的元素取代，如Se取代S或者Sn取代Ge等，晶體結(jié)構(gòu)雖發(fā)生了改變，但都集中于雙軸晶之間的轉(zhuǎn)變（比如單斜到正交）或者雙軸晶到單軸晶之間的轉(zhuǎn)變（比如正交到四方、正交到三方），而該研究工作的發(fā)現(xiàn)卻實現(xiàn)了單軸晶之間的結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變（四方到三方），這在硫?qū)倩�合物中尚屬首次發(fā)現(xiàn)。 Giz9jzF\  
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此外，通過性能測試發(fā)現(xiàn)Na2BaSnS4 和Na2BaGeS4這兩種材料具有很好的非線性潛力，包括非線性系數(shù)大、激光損傷閾值高、雙折射率合適，滿足了作為優(yōu)異的紅外非線性光學(xué)材料的條件。更重要的是兩者很好地實現(xiàn)了大帶隙與非線性系數(shù)之間的平衡，例如Na2BaSnS4（Eg = 3.27 eV，dij = 17×KDP）和Na2BaGeS4（Eg = 3.70 eV，dij = 10×KDP），同時其性能可以媲美優(yōu)異的紅外非線性材料LiGaS2和LiInS2。該研究結(jié)果為設(shè)計帶隙與非線性系數(shù)之間平衡的新紅外非線性光學(xué)材料提供了一種有效的策略。 SxC$EQgL  
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該研究成果已于近期發(fā)表在Angew. Chem. Int. Ed.上。 a2UER1Yp"  
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相關(guān)研究工作得到國家自然科學(xué)基金項目的資助。 p*W4^2(d  
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論文鏈接：http://onlinelibrary.wiley.com/wol1/doi/10.1002/anie.201602317/abstract