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2017-03-31 12:01 |
中科院新疆理化所類金剛石紅外非線性光學(xué)材料研究獲進(jìn)展
非線性光學(xué)材料在頻率轉(zhuǎn)換方面有著重要的應(yīng)用。其中在中遠(yuǎn)紅外波段，具有類金剛石結(jié)構(gòu)的金屬硫化物成為首選的變頻材料，這是因?yàn)轭惤饎偸牧暇哂斜菊鞯姆侵行膶?duì)稱結(jié)構(gòu)，能夠很好地滿足非線性光學(xué)應(yīng)用的必要條件。而且商業(yè)化的紅外非線性光學(xué)材料主要為類金剛石材料，例如AgGaS2, AgGaSe2, ZnGeP2，但它們均存在一些性能缺陷：低的激光損傷閾值和嚴(yán)重的雙光子吸收，阻礙了它們的實(shí)際應(yīng)用。因此，在類金剛石材料中繼續(xù)探索新的具有優(yōu)異性能（抗損傷與大倍頻并存）的紅外非線性光學(xué)材料成為材料研究的重要方向。 4zo^ b0v
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中國(guó)科學(xué)院新疆理化技術(shù)研究所新型光電功能材料實(shí)驗(yàn)室潘世烈研究團(tuán)隊(duì)近年來(lái)致力于新型紅外非線性光學(xué)晶體材料的研發(fā)。通過(guò)前期的文獻(xiàn)調(diào)研發(fā)現(xiàn)，通過(guò)調(diào)控四面體基元的鏈接方式，能夠有效地設(shè)計(jì)新型的四元類金剛石材料作為潛在的紅外非線性光學(xué)材料。然而，到目前為止，含汞的四元類金剛石材料發(fā)現(xiàn)的較少，但引入汞元素進(jìn)入晶體結(jié)構(gòu)有助于提高材料的非線性光學(xué)系數(shù)，很好地改善材料性能�；诖耍搱F(tuán)隊(duì)研究人員優(yōu)選Li-Hg-Ge-S體系為研究對(duì)象，設(shè)計(jì)和合成了一種新的紅外非線性光學(xué)材料Li4HgGe2S7。該材料結(jié)晶于非中心對(duì)稱空間群：Cc，觀察其結(jié)構(gòu)發(fā)現(xiàn)具有蜂窩狀的二維層狀結(jié)構(gòu)和共定點(diǎn)鏈接的(Ge2S7)6-二聚體。值得注意的是，該材料的結(jié)構(gòu)中含有由LiS4四面體相互鏈接形成的10圓環(huán)，有別于前期發(fā)現(xiàn)的4圓環(huán)和6圓環(huán)結(jié)構(gòu)，該10圓環(huán)結(jié)構(gòu)為首次在四元類金剛石材料中發(fā)現(xiàn)。性能測(cè)試表明該材料具有很好的光學(xué)性能，包括高的激光損傷閾值和大的倍頻能力，很好地滿足材料性能之間的平衡，能夠消除商業(yè)化材料的性能缺陷，可作為潛在的優(yōu)異紅外非線性光學(xué)材料。 L[s7q0 F`l
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該研究結(jié)果作為“back cover”發(fā)表于《化學(xué)通訊》（Chemical Communications）。 n VNz 5B
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相關(guān)研究工作得到中科院“西部之光”項(xiàng)目、國(guó)家自然科學(xué)基金等項(xiàng)目資助。 Dt]N&E#\D
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原文鏈接：http://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2017/cc/c6cc09565h ~9ZW~z'
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