中科院新疆理化所在新型硼酸鹽光學晶體材料研究方面獲進展
硼酸鹽具有豐富的化學結(jié)構(gòu),B原子可采用BO3和BO4兩種配位方式,并進一步聚合成一維的鏈,二維的層和三維的網(wǎng)絡(luò),使硼酸鹽具有豐富的晶體結(jié)構(gòu)。因此,硼酸鹽是設(shè)計合成新型光學晶體材料的優(yōu)選體系;陉庪x子基團理論,BO3 平面基元具有不對稱電子云分布的π 共軛軌道,具有較大的微觀極化率,平行排列的BO3 平面基元利于使材料獲得好的倍頻效應(yīng)和雙折射性質(zhì),這兩個參數(shù)直接決定了材料的激光轉(zhuǎn)換效率和倍頻應(yīng)用波段范圍。
中國科學院新疆理化技術(shù)研究所新型光電功能材料研究團隊在設(shè)計合成新型紫外光學晶體材料方面進行了系統(tǒng)的探索研究,通過大量實驗,合成出具有新穎結(jié)構(gòu)特點的硼酸鹽Li6Zn3(BO3)4。該晶體結(jié)晶于三斜晶系P-1空間群,結(jié)構(gòu)中含有近平面排列的孤立BO3基團使其具有相對較大的雙折射率(0.065@1064 nm)。該結(jié)構(gòu)中首次報道了共面連接的LiO4四面體。科研人員全面系統(tǒng)地總結(jié)了近100種含鋰硼酸鹽化合物,分析晶體結(jié)構(gòu)Li-O多面體特性,歸納了Li-O配位陰離子基團種類和基團間的配位方式。研究發(fā)現(xiàn),由于LiO4四面體共面連接時Li-Li原子間存在較大的斥力,導致共面連接的LiO4四面體情況非常罕見。此外,科研人員通過相關(guān)性能測試發(fā)現(xiàn),Li6Zn3(BO3)4在溫度290℃-360℃和650℃-770℃范圍有兩個可逆相變,是一種潛在的相變材料。 相關(guān)研究成果作為封面文章發(fā)表在《無機化學前沿》(Inorganic Chemistry Frontiers)上。 該研究工作得到國家自然科學基金、自治區(qū)國際合作等項目的資助。 Li-O配位和硼酸鋰鋅的差熱-熱重曲線 |