新疆理化所突破“节约规则”设计新型红外非线性光学材料获进展

日期： 2024-05-14

浏览次数: 68

来源：中国科学院新疆理化技术研究所

红外非线性光学晶体作为激光频率转换的关键器件，在全固态激光器中具有重要的应用。当前商用的红外非线性光学晶体主要包括由四面体基团构成的黄铜矿型化合物，如AgGaS2 (AGS)， AgGaSe2和ZnGeP2 (ZGP)等。然而，由于各自本征的性能缺陷，这些材料已不能完全满足当前红外激光技术发展的需求。因此，亟需基于新的基团或新的策略进行新型红外非线性光学材料的设计，突破现有材料性能的限制，获得结构新颖的高性能新型红外非线性光学材料。

中国科学院新疆理化技术研究所晶体材料研究中心一直致力于新型光电功能晶体的研究。前期研究表明汞具有独特的电子构型，有利于形成高度极化的Hg2+离子，从而产生显著的非线性光学响应。同时，Hg具有丰富的配位形式，在与硫族元素键合的过程中可以形成线性的[HgSe2]，平面型的[HgSe3]及三角锥形的[HgQ4] (Q = S, Se)非线性活性基元。由于鲍林第五规则（节约规则）的限制，前期合成的Hg基硫属化合物大多仅包含单一的非线性活性基元，且以[HgQ4]四面体构成的化合物居多，限制了Hg基化合物的化学及结构多样性。中国科学院新疆理化技术研究所晶体材料研究中心潘世烈研究员及李俊杰研究员带领的研究团队在前期的研究基础上，在Hg基硫属化合物体系提出了“三合一”的设计策略，即将三种具有非线性活性、但极化率各向异性不同的[HgQn] (n = 2, 3, 4)基团进行组合，尝试打破单一化合物中“节约规则”的限制，合成出首例同时含有[HgSe2]、[HgSe3]及 [HgSe4]的汞基红外非线性光学材料Hg7P2Se12（HPSe）。该化合物在两微米光源的测试下表现出大的二阶倍频响应（~1 × AGS）；同时，该晶体具有宽的红外截止边（~22.8 μm）及高的激光损伤阈值（~2 × AGS），表明突破“节约规则”，增加基团的多样性是一个有效的策略设计结构新颖、性能优异的新型红外非线性光学材料。这一结果将激励科研人员探索更多综合性能优异的新型红外非线性光学材料。

相关研究成果以全文形式发表在Wiley公司出版的Advanced Functional Materials（Adv. Funct. Mater. 2023, DOI: 10.1002/adfm.202314933）上，新疆理化技术研究所为唯一完成单位，新疆理化技术研究所晶体材料研究中心潘世烈和李俊杰研究员为通讯作者，博士后楚羽和博士研究生王宏善为共同第一作者。该研究工作得到中国科学院人才计划、国家自然科学基金及新疆自治区自然科学基金等项目的资助。

文章链接：https://doi.org/10.1002/adfm.202314933

上一篇：上海硅酸盐所在PbZrO3基反铁电材料的极化序构研究中取得新进展下一篇：郑克志课题组在Nano Letters发表最新研究进展

Hot News / 相关推荐

海关总署来市稀土协会调研座谈

2025 - 05 - 09

点击次数: 225

2025年5月9日上午，海关总署风险防控局（上海）和上海海关风险防控分局领导到上海市稀土协会开展调研交流座谈会，旨在深入了解稀土产业现状、面临的问题以及发展趋势，为海关制定更科学合理的政策和支持产业高质量发展的措施提供依据。协会部分会员代表出席本次会议。吴建思秘书长主持会议并介绍了参会人员，协会副会长，上海三环磁性材料有限公司总经理饶晓雷代表协会致欢迎辞，对海关领导的到来表示热烈欢迎，并希望通过本...

海关总署来市稀土协会调研座谈海关总署来市稀土协会调研座谈

2025 - 05 - 09

点击次数: 274

了解磁热 NdNi 化合物中的自旋重新取向相变

2025 - 05 - 09

点击次数: 93

来源：Advanced Electronic Materials基于磁热效应的磁制冷技术因其环境友好，效率高等优点而受到广泛关注。但是，目前的磁制冷材料很难满足实际应用需求。主要表现在大磁熵变峰值和大的制冷能力难以同时兼顾。由于磁热效应通常伴随着磁结构的变化，所以解决此问题方法之一就是寻找具有多重磁相变的磁制冷材料，其在保证大磁热效应的同时，又能在一定程度上加宽制冷温区从而增加制冷能力。因此厘清这...

一种新颖的高熵(Y0.2La0.2Er0.2Ho0.2Tm0.2)6MoO12具有高近红外反射和低导热性的陶瓷纳米纤维

2025 - 05 - 09

点击次数: 86

来源：Journal of the European Ceramic Society 随着“双碳”（碳达峰和碳中和）目标的提出，降低能耗和提高能源效率已成为关键问题。通过高级隔热材料减少热传递是提高能源效率和降低全球总能耗的有效方法。特别是在建筑、制造、航空航天和太阳能集中领域，绝缘材料可用于节省能源并保护绝缘物体免受温度波动的影响。理想的保温材料应具备低密度、低导热性、良好的机械性能和...