吴新涛院士课题组：新型非线性光学晶体的合成研究取得新进展

duhang

非线性光学晶体材料在激光技术、军事应用、激光制导和医疗诊断等现代光学技术中发挥着重要的作用。然而，目前已商业化的NLO晶体仍不能满足全波段频率转化的需求，这阻碍了现代激光技术的飞速发展。因此，有必要探索能够应用于不同频率且性能优异，特别是具有大的、且相位匹配二阶非线性系数和高激光损伤阈值的晶体。目前已知的钙钛矿材料如NH4PbI3、RbPbI3和CsPbX3 (X = I, Br, Cl)都是中心对称结构，这主要是由于[PbX6]正八面体的配位构型难以产生明显的极化。因此，如何有效地设计和合成具有强SHG效应的新型NLO晶体，特别是含有立体活性孤对电子的Pb2+阳离子和卤素阴离子的NLO晶体，仍然是一个的挑战。由于氧负离子的电负性、半径、配位能力和极化率与卤素阴离子明显不同，导致铅中心配位多面体产生较大的畸变，从而增强了SHG响应和双折射。

　　在中科院战略性先导科技专项和国家自然科学基金等项目的资助下，中国科学院福建物质结构研究所结构化学国家重点实验室吴新涛院士课题组的傅瑞标研究员与烟台大学马祖驹副教授合作，通过在卤化铅钙钛矿CsPbX3 (X = I,Br)中引入极性含氧基团[CH3COO]获得了新型的NLO晶体，Cs3Pb2(CH3COO)2X5 (X = I, Br)。由于Pb-O键长明显短于Pb-X键长，加上Pb2+周围活性孤对电子的影响，[PbX4O2]多面体具有明显的畸变。实验表明：Cs3Pb2(CH3COO)2X5 (X = I, Br)晶体具有强的且相位匹配的二阶倍频效应(分别为8和4倍的KDP)，大的激光损伤阈值(分别为27和44倍的AgGaS2)，同时在0.5-6μm波长范围内具有高透过率，是潜在的可应用于可见-红外区的二阶非线性光学晶体。
　　该研究成果受到了国际审稿人的一致高度评价，并以热点文章(Hot Paper)发表在《德国应用化学》上(Angew. Chem. Int. Ed. 2021, 60, 2116-2119.)。该论文第一作者为联合培养在读硕士生水棋锐。
　　论文链接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.202013088 （吴新涛课题组供稿）


       文章来源：福建物构所
      吴新涛，男，1939年4月出生，中国科学院福建物质结构研究所研究员，博士生导师，中国科学院院士，中国科学院研究生院终身教授，中国科学院福建物质结构研究所学术委员会主任，结构化学国家重点实验室学术委员会主任，《结构化学》(英文版)主编，中国科协和中国化学会理事，中国晶体学会荣誉副理事长，福建省科协主席。1960年毕业于厦门大学化学系，1966年毕业于福州大学化学化工系物理化学专业研究生班，1983年至1985年先后在美国弗吉尼亚大学化学系及纽约州立大学物理系担任访问学者。主要从事结构化学及晶体工程研究，发展了一系列结构化学组装体系, 开拓了无机组装化学研究领域，尤其在过渡金属原子簇化学及硫化学前沿多有建树，总结出了含硫桥过渡金属原子簇化合物的合成与结构关系规律，建立了硫原子配位构型与元件组装关系表。设计合成了一系列作为首例的新结构类型的原子簇化合物。1996年分别应邀在美国化学会出版的丛书和国际著名期刊簇科学杂志上发表专章和评论文章，并被誉为该领域的"国际带头学者"。2005年编著了一部立足学科发展大趋势并以创建新研究方向和新学科的英文版专著《无机组装化学》(由科学出版社出版发行)。2009年应邀主编了英文专著《Controlled Assembly and Modification of Inorganic Systems》，为《Structure and Bonding》丛书第133卷，由Springer-Verlag公司出版发行。 2012年与陈玲研究员合作主编英文专著《Structure-Property Relationships in Non-Linear Optical Crystals I --The UV-Vis region》和《Structure-Property Relationships in Non-Linear Optical Crystals II --The IR region》，分别为《Structure and Bonding》丛书第144卷和145卷。迄今为止，已在J. Am. Chem. Soc., Angew. Chem. Int. Ed., Chem. Eur. J., Chem. Comm.等国际SCI期刊上发表了290多篇论文。