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凤凰网电脑版|新疆理化所无铍无层状习性深紫外非线性光学晶体研究获进展

作者:凤凰网电脑版 时间:2021-08-25 00:29
本文摘要:探寻符合“浅紫外利用-大倍频效应-较小双折射”互相对立性能指标的浅紫外(200nm)非线性光学晶体是当前该领域亟需突破的关键难题。通过材料结构性能关系研究,创建功能基元数据库,探寻均衡制约性能微观机理,检验并引进新的功能基团来均衡对立综合品质因子是突破了乐队外用晶体的有效地手段。 根据以上思路,中国科学院新疆化学系技术研究所新型光电功能材料实验室潘世烈研究团队积极开展了系统研究。

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探寻符合“浅紫外利用-大倍频效应-较小双折射”互相对立性能指标的浅紫外(200nm)非线性光学晶体是当前该领域亟需突破的关键难题。通过材料结构性能关系研究,创建功能基元数据库,探寻均衡制约性能微观机理,检验并引进新的功能基团来均衡对立综合品质因子是突破了乐队外用晶体的有效地手段。  根据以上思路,中国科学院新疆化学系技术研究所新型光电功能材料实验室潘世烈研究团队积极开展了系统研究。

创建了典型硼酸盐晶体材料的结构与性能数据库,分析了硼酸盐晶体各项性能之间互相制约的原因,明确提出了一种新的材料设计策略。该策略通过引进基于材料仿真方法检验出有一类[BOF]功能基团:(BO3F)4-、(BO2F2)3-和(BOF3)2-。研究找到,F-离子的引进减小了[BOF]基团的各向异性,可减小材料双折射,在取得大带隙的同时可以防止层状生长习性。

研究人员挑选了四个氟硼酸盐化合物,通过第一性原理展开理论仿真,评估了其结构和线性及非线性光学性能,检验出有Li2B6O9F2(LBOF)证实了明确提出的设计策略可行性。通过HSE06杂化绿函评估LBOF的带隙为8.05eV,对应的紫外累计边为155nm,理论计算出来评估的双折射值为0.07@1064nm,最较短振幅给定波长超过192nm。并通过实验证明了Li2B6O9F2作为浅紫外非线性光学晶体的优越性:可实现266nm倍频输入,其倍频效应约0.3倍BBO,是一种很有潜力的浅紫外非线性光学晶体。

  该项研究工作首次明确提出了通过B-F剪裁三维网络结构取得较小双折射并维持较低紫外累计边、大倍频效应的设计策略,顺利检验出有一类综合品质因子出色的功能基团,并通过实验展开检验研究,检验出有在深紫外波段具备最重要应用于的非线性光学材料。该工作通过数据库创建-功能基元检验-材料设计-材料制取方式构建了材料的有效地制取,为设计功能材料获取了新的思路。  涉及研究成果以VeryImportantPaper(VIP)文章的形式公开发表在《德国应用化学》(Angew.Chem.Int.Ed.2017,56,3916–3919)上。

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  刊登上述首创性找到的文章在线公开发表后,短时间内即引发美国新闻周刊ChemicalEngineeringNews(CEN)的高度重视。美国新闻周刊在第一时间以Nonlinearopticallasermaterialavoidsberyllium(《无铍非线性光学晶体材料》)为题目,以ScienceConcentrates评论了该项研究成果。  该研究工作获得基金委、科技部、中科院、教育部等单位的大力支持。


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