福建物構(gòu)所新型非線性光學晶體的合成研究取得進展
非線性光學材料在全固態(tài)激光器、醫(yī)療、通訊、精密制造、核聚變等領(lǐng)域具有不可替代的作用,通過合理設(shè)計合成新型高性能非線性光學材料是該領(lǐng)域的研究熱點和難點。引入易產(chǎn)生二階姜泰勒效應的結(jié)構(gòu)單元,可有效獲得非中心對稱結(jié)構(gòu)化合物,這一策略廣泛用于合成新型的非線性光學材料。這些結(jié)構(gòu)單元包括d0族過渡金屬離子(Ti4+、V5+、Nb5+等)、含有孤對電子的陽離子(Pb2+、Sb3+、Bi3+、Se4+、I5+等),以及含有π共軛的體系(硼酸鹽類等)。然而,不同元素具有不同性質(zhì),在合成制備過程中也存在不同問題和難點。例如,金屬碘酸鹽通常在溫和的酸性條件下制備,而鈮在此條件下則非常穩(wěn)定,這兩者之間存在難以互相結(jié)合的難題,含鈮金屬碘酸鹽的合成一直是該領(lǐng)域研究的難點。 在中科院戰(zhàn)略性先導科技專項和國家自然科學基金等的資助下,中國科學院福建物質(zhì)結(jié)構(gòu)研究所、結(jié)構(gòu)化學國家重點實驗室研究員傅瑞標與安徽工業(yè)大學副教授馬祖駒合作,系統(tǒng)分析了鈮的性質(zhì),利用經(jīng)典的硫酸氧鈮化合物無機化學反應,以硫酸根基團為橋梁,將Nb與碘酸根基團結(jié)合起來,生長出首例硫酸碘酸氧鈮Nb2O3(IO3)2(SO4)非線性光學晶體。實驗表明,該晶體具有良好的物化穩(wěn)定性,在空氣中耐熱溫度高達580℃,激光損傷閾值達20*AgGaS2,而且耐濃硫酸和耐水,具有強的且相位匹配的二階倍頻效應(6*KDP),在0.38-8μm波長范圍內(nèi)具有高透過率,是一種潛在的可應用于可見-紅外區(qū)的二階非線性光學晶體。 |