紅外非線性光學(xué)晶體作為激光頻率轉(zhuǎn)換的關(guān)鍵器件，在全固態(tài)激光器中具有重要的應(yīng)用。當(dāng)前商用紅外非線性光學(xué)晶體主要包括黃銅礦型化合物，如AgGaS2， AgGaSe2和ZnGeP2。然而，由于各自本征的性能缺陷，這些材料已不能完全滿足當(dāng)前長波紅外激光技術(shù)發(fā)展的需求，亟需突破現(xiàn)有材料性能的限制，發(fā)展高性能新型長波紅外非線性光學(xué)材料。

基于對紅外非線性光學(xué)材料性能來源的分析，中國科學(xué)院新疆理化技術(shù)研究所科研人員提出協(xié)同組裝優(yōu)勢基元，構(gòu)建新型紅外非線性光學(xué)材料結(jié)構(gòu)的設(shè)計思路。研究通過耦合八面體及四面體基元，首次發(fā)現(xiàn)了AIBII6CIII6QVI16家族硫?qū)倩�合物�?/p>

在上述工作的基礎(chǔ)上，科研人員利用該家族化合物中八面體及四面體組成的風(fēng)車狀陰離子框架的孔道限閾效應(yīng)，在AI0.5BII3CIII3QVI8家族合成出11例新的化合物，實(shí)現(xiàn)了該家族化合物帶隙、二階非線性光學(xué)效應(yīng)及熒光性能的有效調(diào)控。其中，Sn0.5Mg3Ga3S8具備發(fā)光和非線性光學(xué)響應(yīng)的雙重功能特性。實(shí)驗(yàn)和計算結(jié)果表明，Sn0.5Mg3Ga3S8中強(qiáng)的非線性光學(xué)效應(yīng)，主要?dú)w因于八面體及四面體基元協(xié)同組裝誘導(dǎo)的非線性活性基元（[SnIIS6]、 [GaS4]）的有序排列。此外，該風(fēng)車狀框架結(jié)構(gòu)表現(xiàn)出的基元可替代性，主要?dú)w因于結(jié)構(gòu)中共點(diǎn)及共線的連接模式，而該結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性則主要來自于框架中共存的共面連接模式。

該研究成果將激勵科研人員利用 “共點(diǎn)共線共面三合一”策略設(shè)計“剛?cè)嵯酀?jì)”的結(jié)構(gòu)框架，探索更多性能優(yōu)異的新型光電功能材料。

基于風(fēng)車狀陰離子框架的限閾效應(yīng)設(shè)計Sn(II) 雙功能材料

相關(guān)研究成果發(fā)表在Advanced Functional Materials上。研究工作得到國家自然科學(xué)基金、中國科學(xué)院戰(zhàn)略性先導(dǎo)科技專項等的支持。

論文鏈接：https://doi.org/10.1002/adfm.202515259