同济大学研制出含稀土的二阶非线性光学晶体

近期，同济大学张弛教授与中科院北京理化技术研究所和中科院福建物质结构研究所合作，以经典的无机π共轭硝酸盐为合成模板，通过等价氧阴离子取代策略，构建了一类紫外吸收截止边短、带隙宽、双折射率大、且同时具有强倍频效应的复合型二元氧阴离子晶体材料Sc(IO3)2(NO3)。这在很大程度上弥补了传统无机金属氧化物双折射晶体低紫外光透过率的不足。

复合型二元氧阴离子晶体材料属于二阶非线性光学晶体，在光学各向异性和倍频效应中具有独特的优势。首先，在稀土硝酸盐中引入含孤对电子氧阴离子[IO3]−基团，提高了材料整体的光学各向异性。其次，[IO3]−和[NO3]−两种氧阴离子基团在二维层状结构中采用对齐排列方式，增大了层内键合和层间相互作用的差异，进而赋予了材料极为优异的光学各向异性和倍频效应。同时，密度泛函理论模拟计算表明Sc(IO3)2(NO3)大的线性光学和非线性光学响应源自于二维层状结构中[IO3]−和[NO3]−基团的协同效应。

另外，该研究团队也在复合型含氧酸盐二阶非线性光学晶体的研制方面取得了很大的进展。他们先后报导了系列高效复合型含氧酸盐二阶非线性光学晶态材料的制备及其性能，包括：发现了六方氧化钨构型亚硒酸盐倍频晶体实现相位匹配的机制，运用单齿阴离子部分取代策略制备宽带隙，强倍频稀土亚硒酸盐晶体，采用水热法制备出高激光损伤阈值中红外碘酸盐倍频晶体，设计制备的系列新型二阶非线性光学晶体性能均优于之前文献报导的二阶非线性光学晶体。

据悉，该研究成果以“Giant Optical Anisotropy in the UV-Transparent 2D Nonlinear Optical Material Sc(IO3)2(NO3)”为题发表在国际化学领域顶级学术期刊Angewandte Chemie International Edition（德国《应用化学》）（2020, doi/10.1002/anie.202012456）上。

• < 上页
• 下页 >