——習(xí)近平總書記在致中國科學(xué)院建院70周年賀信中作出的“兩加快一努力”重要指示要求
——中國科學(xué)院辦院方針
語音播報(bào)
紅外非線性光學(xué)晶體能夠通過頻率轉(zhuǎn)換作用,產(chǎn)生中紅外可調(diào)諧激光。目前,紅外非線性光學(xué)晶體的應(yīng)用主要有硫鎵銀、硒鎵銀和磷鍺鋅,但是由于其存在的缺陷,已不能滿足運(yùn)用需要。因此,急需探索性能更優(yōu)異的中紅外非線性光學(xué)材料。磷屬化合物非線性光學(xué)材料通常展現(xiàn)出較大倍頻系數(shù)及較高熱導(dǎo)率,因此,磷屬化合物是合適的紅外非線性光學(xué)材料的候選體系。磷屬化合物自身帶隙較小、合成難度大,這導(dǎo)致長期以來,磷屬化合物新晶體探索研究進(jìn)展緩慢。
中國科學(xué)院福建物質(zhì)結(jié)構(gòu)研究所中科院光電材料化學(xué)與物理重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室葉寧研究團(tuán)隊(duì)為攻克磷屬化合物自身帶隙小缺點(diǎn),以閃鋅礦和纖鋅礦結(jié)構(gòu)為模板,采用異價(jià)陰離子取代策略,將強(qiáng)電負(fù)性的重鹵素“I”引入磷屬化合物中,獲得四例碘代磷屬化合物非線性光學(xué)晶體,即MII3PnI3 (MII=Zn,Cd;Pn=P,As),其具有缺陷型金剛石結(jié)構(gòu),結(jié)構(gòu)內(nèi)[MIIPnI3]混合陰離子基團(tuán)具有一致排列。研究表明,其帶隙(2.38-2.85 eV)得到提升,具有較強(qiáng)倍頻效應(yīng)(2.7-5.1倍的硫鎵銀)和寬紅外透過范圍,實(shí)現(xiàn)帶隙、倍頻效應(yīng)和紅外透過范圍間的平衡。
相關(guān)研究成果以Anionic Aliovalent Substitution from Structure Models of ZnS:Novel Defect Diamond‐like Halopnictide Infrared Nonlinear Optical Materials with Wide Band Gaps and Large SHG Effects為題,發(fā)表在《德國應(yīng)用化學(xué)》(Angew. Chem. Int. Ed. 10.1002/anie.202010319)上。福建物構(gòu)所博士陳金東為論文第一作者。研究工作得到中科院戰(zhàn)略性先導(dǎo)科技專項(xiàng)(B類)“結(jié)構(gòu)與功能導(dǎo)向的新物質(zhì)創(chuàng)制”、國家自然科學(xué)基金等的支持。
此外,研究團(tuán)隊(duì)于近期在中紅外非線性光學(xué)材料的設(shè)計(jì)、合成、晶體生長和非線性性能研究中獲得系列進(jìn)展(Chem. Mater. 2020,32,18,7958–7964;Chem. Mater. 2020,32,2615–2620,Chem. Mater. 2019,31,10170-10177)。
福建物構(gòu)所磷屬紅外非線性光學(xué)晶體研究獲進(jìn)展
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