非線性光學(xué)晶體材料是重要的光電信息功能材料，在信息、能源、工業(yè)制造、醫(yī)學(xué)、科研等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景。隨著激光精密機(jī)械加工業(yè)、激光化學(xué)、紫外激光光譜學(xué)和激光醫(yī)學(xué)等學(xué)科的快速發(fā)展，全固態(tài)深紫外相干光源需求也愈加迫切，而其中關(guān)鍵突破點(diǎn)在于紫外和深紫外波段的非線性光學(xué)晶體的研制和應(yīng)用。長(zhǎng)時(shí)間以來(lái)，設(shè)計(jì)、合成性能優(yōu)異的新型紫外非線性光學(xué)晶體材料一直是新型功能材料領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)定向的設(shè)計(jì)、合成非線性光學(xué)材料則是其中難點(diǎn)之一。
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　　中國(guó)科學(xué)院新疆理化技術(shù)研究所特殊環(huán)境功能材料與器件重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室潘世烈研究團(tuán)隊(duì)近年來(lái)致力于新型紫外、深紫外非線性光學(xué)晶體的研究。近日，該團(tuán)隊(duì)選取經(jīng)典的紫外非線性晶體β-BaB2O4為模板，通過(guò)“化學(xué)共替代”設(shè)計(jì)策略，用有利于紫外區(qū)域透過(guò)的堿金屬（K），堿土金屬(Ca，Sr，Ba)和稀土金屬(Lu，Y，Gd)共同去替代β-BaB2O4結(jié)構(gòu)中的Ba原子，首次設(shè)計(jì)并合成出12種具有非中心對(duì)稱(chēng)的復(fù)合金屬硼酸鹽。研究者通過(guò)實(shí)驗(yàn)和理論計(jì)算，對(duì)其中的3種釔基衍生物進(jìn)行了全面物理化學(xué)性能的表征。研究結(jié)果顯示，K7MIIY2(B5O10)3 (MII = Ca，Sr，Ba)的倍頻效應(yīng)為0.9-1.2倍KDP，紫外截止邊均低于190nm。與此同時(shí)，該系列化合物能夠?qū)崿F(xiàn)1064nm下相位匹配，晶體易于生長(zhǎng)，有望作為新型紫外非線性光學(xué)晶體材料。在以往研究中，該團(tuán)隊(duì)還提出了將(BO3F)4-功能基團(tuán)引入硼酸鹽框架的設(shè)計(jì)策略，成功設(shè)計(jì)、合成出一系列具有潛力的含氟硼酸鹽深紫外非線性光學(xué)晶體Li2B6O9F2 (Angew. Chem. Int. Ed. 2017，56，3916)、NH4B4O6F (J. Am. Chem. Soc. 2017，139，10645)和CsB4O6F (Angew. Chem. Int. Ed. 2017，56，14119)，綜合性能優(yōu)異，有望成為深紫外非線性光學(xué)晶體。 ;&?NuK  
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　　相關(guān)研究成果發(fā)表在《美國(guó)化學(xué)學(xué)會(huì)會(huì)刊》上。該研究得到了國(guó)家自然科學(xué)基金委、科技部、中科院等的資助。 qtD3<iWV  
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　　 論文鏈接：http://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.7b11263