中国科学院新疆理化技术研究所潘世烈

naixin

潘世烈，男，理学博士，中国科学院新疆理化技术研究所研究员，博士生导师，中国科学院“百人计划”学者，国家杰出青年科学基金获得者，国家"万人计划"领军人才入选者，中国科学院新疆理化技术研究所副所长，中科院“特殊环境功能材料与器件”重点实验室主任。
1996年于郑州大学获得理学学士学位，同年保送郑州大学研究生于1999年获理学硕士学位，2002年7月于中国科学技术大学获理学博士学位，2004年中国科学院理化技术研究所博士后出站后，到美国Northwestern University化学系做博士后研究。2007年6月招聘回国到中国科学院新疆理化技术研究所工作入选中科院“百人计划”。先后在J. Am. Chem. Soc.; Angew. Chem. Int. Ed.等刊物上发表SCI论文300余篇，其中，SCI影响因子大于4.0的文章130余篇。授权美国发明专利7项，授权中国发明专利61项。已培养博士研究生20名，硕士研究生31名，出站博士后4名。目前在站博士后3名，在读博士研究生12名，硕士研究生26名。

姓    名:潘世烈        
性    别:男
职    务:副所长        
职    称:研究员(自然科学)
通讯地址:乌鲁木齐市北京南路40号附1号
邮政编码:830011        
电子邮件:slpan@ms.xjb.ac.cn        

主要兼职：自治区专家顾问团成员，新疆物理学会理事长，新疆侨联副主席，中国科学院青联副主席，中国青年科技工作者协会常务理事，新疆维吾尔自治区科学技术协会常委，新疆留学人员联谊会•新疆欧美同学会副秘书长，全国人工晶体标准化技术委员会委员，中国晶体学会理事，中国物理学会理事，中国光学学会光学材料专业委员会委员，中国晶体学会粉末衍射委员会委员，中国物理学会固体缺陷专业委员会委员，哈尔滨工业大学、新疆大学等学校教授博士生导师。
目前主要从事方向：无机光电功能晶体材料研究。
研究团队：http://www.oefm.cn
承担科研项目情况：
1、国家杰出青年科学基金；2、国家重点研发计划项目；3、国家973项目；4、中国科学院“引进国外杰出人才” （百人计划）择优支持基金；5、中国科学院重点部署项目；6、中国科学院知识创新工程重要方向项目；7、中国科学院科技创新“交叉与合作团队”项目；8、中国科学院科研装备研制项目；9、中国科学院STS项目；10、新疆维吾尔自治区“十三五”重大科技专项等。
获奖及荣誉：
第二批国家"万人计划"领军人才（2016年）、中国侨界贡献奖（创新团队）（2016年）、朱李月华优秀教师奖（2015年）、新疆第十批有突出贡献优秀专家（2015年）、柳大纲优秀青年科技奖（2015年）、国家杰出青年基金 (2014年)、新疆维吾尔自治区科学技术进步奖一等奖(2014年第一获奖人）、“新疆侨界杰出人物”（2009年-2014年）；国家创新人才推进计划中青年科技创新领军人才（2013年）、中国青年科技奖（2013年）、全国归侨侨眷先进个人（2013年）、中科院青年科学家奖（2013年）、中科院王宽诚西部学者突出贡献奖（2013年）、新疆维吾尔自治区科学技术进步奖一等奖(2012年第一获奖人）、中国侨界贡献奖（创新人才）（2012年）、中科院"百人计划"学者终期评估"优秀"（2012年）、自治区首批天山英才工程第一层次培养人选（2012年）、"国务院政府特殊津贴"（2011年）、"第五届新疆青年科技奖"（2011年）、第五届中国科学院创新文化建设先进个人（2011年）、新疆维吾尔自治区科学技术进步奖一等奖(2010年第一获奖人）、人力资源和社会保障部等7部委"新世纪百千万人才工程国家级人选"（2009年）等。
代表性文章：
1.        Guoqiang Shi, Shilie Pan,* et al, J. Am. Chem. Soc., 2017, 139, 10645.
2.        Bingbing Zhang, Shilie Pan,* et al, Angew. Chem. Int. Ed., 2017, 56, 3916. (VIP)
3.        Xuefei Wang, Shilie Pan,* et al, Angew. Chem. Int. Ed., 2017, DOI: 10.1002/anie.201708231 and 10.1002/ange.201708231.
4.        Lin Li, Shilie Pan,* et al, J. Am. Chem. Soc., 2016, 138, 9101.
5.        Guangmao Li, Shilie Pan,* et al, J. Am. Chem. Soc., 2016, 138, 7422.
6.        Ying Wang, Shilie Pan,* Coord. Chem. Rev., 2016, 323, 15.
7.         Kui Wu, Shilie Pa,* et al, Angew. Chem. Int. Ed., 2016, 55, 6713.
8.        Xiaoyu Dong, Shilie Pan,* et al, J. Am. Chem. Soc.,2015, 137, 9417.
9.        Hui Zhang, Shilie Pan,* et al, J. Am. Chem. Soc., 2015, 137, 8360.
10.    Hongwei Yu, Shilie Pan,* et al, J. Am. Chem. Soc., 2014, 136, 1264.
11.    Hongping Wu, Shilie Pan,* et al, J. Am. Chem. Soc., 2013, 135, 4215.
12.    Hongping Wu, Shilie Pan,* et al, Angew. Chem. Int. Ed., 2013, 52, 3406.
13.    Hongping Wu, Shilie Pan,* et al, J. Am. Chem. Soc., 2011, 133, 7786.
14.    Shilie Pan, et al, J. Am. Chem. Soc. 2006,128, 11631.
研究领域：
光电功能晶体材料

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中国科学院新疆理化技术研究所特殊环境功能材料与器件院重点实验室潘世烈团队通过结构调控和组装设计思路，将BO4-xFx基本构筑基团引入碱土金属硼酸盐框架，成功设计并合成出首例碱土金属氟硼酸盐SrB5O7F3。该晶体结晶于非中心对称的空间群（Cmc21），紫外截止边低于180nm，倍频效应为KH2PO4的1.6倍，具有大的双折射率，最短相位匹配波长可达到180nm，且具有良好的热稳定性，是非常有前景的深紫外非线性光学晶体。据密度泛函方法的倍频密度分析可知，其倍频效应来源于共边连接的双环B5O9F3基本构筑基元。

　　此外，该团队通过分析硼酸盐晶体“深紫外透过-大倍频效应-适中双折射”性能之间相互制约的关系，成功设计并合成了出系列碱金属氟硼酸盐深紫外非线性光学晶体，如Li2B6O9F2 (Angew. Chem. Int. Ed. 2017,56, 3916)、NH4B4O6F (J. Am. Chem. Soc. 2017, 139, 10645)、CsB4O6F (Angew. Chem. Int. Ed. 2017,56, 14119)和RbB4O6F (Angew. Chem. Int. Ed. 2018, 57, 2150)，相关研究为设计优异的深紫外非线性光学晶体提供了可行策略。

　　相关研究成果以Very Important Paper (VIP) 文章的形式发表在《德国应用化学》上。该研究得到了国家自然科学基金委、科技部、中科院等的资助。

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SrB5O7F3晶体结构（a）和相位匹配性能（b）

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3月13日，第十三届全国激光技术与光电子学学术会议暨“2017中国光学十大进展”发布会在上海召开，新疆理化技术研究所光电功能晶体材料实验室的一项成果“Finding the Next Deep-Ultraviolet Nonlinear Optical Material: NH4B4O6F”入选“2017中国光学十大进展-应用研究类”，副所长潘世烈出席会议并领奖。

　　潘世烈团队基于材料模拟方法提出了一种将(BO3F)4-功能基团引入硼酸盐框架的设计策略，成功设计并生长出了深紫外非线性光学晶体NH4B4O6F (ABF)，该晶体综合性能优异，有望应用于全固态激光器直接倍频深紫外激光输出，相关成果发表在J. Am. Chem. Soc.（2017, 139, 10645）上。

　　近期，该团队在氟硼酸盐体系深入研究，先后发现了LBOF（Angew. Chem. Int. Ed., 2017, 56, 3916 (VIP)）、CBF（Angew. Chem. Int. Ed., 2017, 56, 14119）、SBF（Angew. Chem. Int. Ed., 2018, DOI: 10.1002/anie.201802058. (VIP)）以及RBF、CKBF、CRBF系列晶体（Angew. Chem. Int. Ed., 2018, 57, 2150）等，这些成果为全固态深紫外激光技术的应用和发展提供了新的备选材料，同时，进一步阐释了非线性光学材料“深紫外透过-大倍频效应-较大双折射”性能之间相互制约的原因，为开发新型深紫外非线性光学材料开辟了新的体系。

       由中国激光杂志社发起的“中国光学十大进展”评选活动主要关注国内学者发表在国际主流学术期刊上与光学相关的研究成果。候选成果在中国激光杂志社拥有的各种网络平台上进行推送，并由多名国内一流光学专家组成的评委会最终评定入选名单。

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　新疆理化所发表新型红外非线性光学材料综述文章

红外非线性光学(NLO)晶体是一种重要的光电信息功能材料，能有效地扩展固态激光输出波长范围，在国防、科研、工业制作和医疗卫生等领域具有广泛的用途。目前商业化使用的红外非线性光学晶体材料为硫镓银（AgGaS2）、硒镓银（AgGaSe2）和磷锗锌（ZnGeP2），但他们容易产生双光子吸收（TPA）或激光损伤阈值低，因此，继续探索具有大倍频、高损伤阈值、宽透过范围、易生长的红外非线性光学晶体仍是该领域的热点，而获得综合性能平衡的材料的研究策略的总结和新材料设计思路的有效性对该领域的发展起着重大作用。

　　中国科学院新疆理化技术研究所光电功能晶体材料团队潘世烈近年来致力于红外非线性光学晶体的研究，近日于《配位化学评论》(Coornation Chemistry Reviews)杂志发表了一篇标题为A review on structure-performance relationship toward the optimal design of infrared nonlinear optical materials with balanced performances 的综述文章。该工作总结了近年来全球范围内探索报道的49种具有综合性能平衡的新材料，并从中总结出能够获得优良性能材料的方法，该工作对未来从事红外非线性光学晶体材料的探索具有指导意义。

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新疆理化所发表新型红外非线性光学材料综述文章

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   10月9日上午，中国科学院新疆理化技术研究所副所长、国家杰出青年基金获得者潘世烈研究员为中国计量大学材料学院师生做题为“新型非线性光学材料研究”的学术报告。材料学院师生130余人参加了报告会，报告由材料学院院长卫国英主持。
     潘世烈研究员介绍了非线性光学晶体材料的发展历程、产业应用和前沿现状，重点分享了他本人及其团队在非线性光学材料基因数据库的建立、AIM原子切割工具的研发以及双能级对倍频效应贡献机理的探索等方面的具体研究成果。潘世烈也介绍了中科院新疆理化所在人才培养方面取得的丰硕成果，欢迎同学们到新疆理化所攻读硕、博学位，更好的投身祖国科学事业发展、边疆经济建设和“一带一路”伟大工程。
       潘世烈研究员是中国科学院“百人计划”学者，国家杰出青年科学基金获得者，国家“万人计划”科技领军人才，科技部“创新人才推进计划”中青年科技领军人才，百千万人才工程国家级人选，国务院特殊津贴专家。主要从事无机光电功能晶体材料研究，先后在J. Am. Chem. Soc.; Angew. Chem. Int. Ed.等刊物上发表SCI论文360余篇，其中，J. Am. Chem. Soc.共12篇，Angew. Chem. Int. Ed.共9篇，Nat. Commun.共1篇。曾获中国侨界贡献奖（一等奖）、新疆维吾尔自治区科学技术进步奖一等奖等诸多荣誉。

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随着全固态激光技术在光通讯、光加工和光存储等领域的发展，深紫外及红外非线性光学晶体材料成为目前国内外的研究热点。金属碘酸盐晶体因具有较强的倍频效应、较宽的透过波段、较高的热稳定性和光学损伤阈值在非线性光学晶体材料领域占有非常重要的地位。设计非线性光学晶体材料的难点是如何构筑无心结构及如何增加材料的极化率。前期，中国科学院新疆理化技术研究所新型光电功能材料实验室研究员潘世烈领导团队在含氟硼酸盐、磷酸盐等体系进行了系统研究，设计合成了系列氟硼酸盐、氟磷酸盐非线性光学晶体（J. Am. Chem. Soc., 2017, 139, 10645; Angew. Chem. Int. Ed., 2017, 56, 14119; Nat. Commun., 2018, 9, 3089; Angew. Chem. Int. Ed., 2018, 57, 9828），开辟了深紫外非线性光学材料设计合成的新思路。

　　近年来，该研究团队基于碘酸盐体系也获得一系列性能优异的非线性光学功能晶体材料。由于氟的电负性比氧强，在碘酸铋体系中引入F原子不仅可以调节晶体结构，而且可扩大带隙，提升材料激光损伤阈值。经过大量的实验，团队首次合成金属碘酸盐氟化物，Bi3OF3(IO3)4。结果表明，该晶体结构中含有孤立的IO3离子基团，具有大的粉末倍频效应（~ 6× KDP），具有较高的激光损伤阈值，约为10×AgGaS2，宽的透射率范围约为（0.3-12μm），为设计新型非线性更新材料碘酸盐提供了一条可行的途径。上述成果已发表在美国化学学会期刊《化学材料》上（Chem. Mater. 2017, 29, 945）。

　　随后，团队在Cs-I-O-F体系中搜寻，设计合成了一系列性能优异的含氟碘酸盐晶体。该工作中选择了CsIO3作为母体结构，在水热合成条件下引入不同的阴、阳离子单元（F-、H5O2+和IO2F2-），首次成功制备出CsIO2F2，Cs3(IO2F2)3·H2O，和Cs(IO2F2)2·H5O2晶体，并对结构转变及性能进行了详细分析。其中，非中心对称CsIO3和CsIO2F2具有良好的非线性光学性质，包括大的倍频效应（15×和3×KDP）、宽的带隙（4.2和4.5eV）、宽的透射范围（~0.27-5.5μm）和高的激光损伤阈值（15×和20×AgGaS2）。研究结果提出了一种新的结构设计策略合成新的功能材料，并对大尺寸晶体生长进行了探索研究。相关成果已发表在美国化学学会期刊《化学材料》上（Chem. Mater. 2018, 30, 1136）。

　　近日，该团队又在稀土碘酸盐化合物中首次引入氟离子，成功合成了首例稀土碘酸盐氟化物Ce(IO3)2F2·H2O。稀土碘酸盐具有非常复杂的结构化学性质，特别是在非线性光学和发光材料方面吸引了研究者的广泛关注。到目前为止，还未发现含氟稀土碘酸盐化合物的相关报道。实验结果表明，Ce(IO3)2F2·H2O是一种结构新颖的新型碘酸盐氟化物，CeO5F4多面体跟孤立的IO3基团相互连接形成一维的无线链1∞[Ce(IO3)2F2]，链和链之间是弱的氢键链接。另外，该化合物具有大的非线性光学效应，约为（~ 3×KDP）。相关成果以封面文章发表在WILEY-VCH《欧洲化学》上（Chem. Eur. J. 2019, 10.1002/chem.201804995）。

　　上述研究结果丰富了碘酸盐化学，增加了晶体结构的多样性并扩展了含氟碘酸盐在非线性光学领域的应用前景。

　　论文链接：1 2 3

fangyangzhong

　 鉴于在光电功能晶体材料、硼酸盐基结构化学等方面的贡献，新疆理化所潘世烈研究员应知名期刊Inorganic Chemistry和Science China Materials的邀请正式成为该两种期刊的编委，此次当选将有利于提高新疆理化所无机材料化学领域的国际学术影响力。


　　Inorganic Chemistry是由美国化学会于1962年创办，期刊主要报道国际无机化学领域的基础研究和应用基础研究的创新成果。期刊被SCI数据库收录，2018年影响因子为4.700，在无机化学领域享誉盛名并入选Nature Index排名的82种自然科学类期刊。


       Science China Materials由中国科学院和国家自然科学基金委员会联合主办，《中国科学》杂志社出版，并与Springer出版集团合作面向海外发行。期刊被SCI数据库收录，2018年影响因子为4.318，期刊发文范围涵盖材料科学及化学、物理、生物、工程等各领域相关研究。

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2019自然科学基金面上项目-深紫外非线性光学晶体氟硼酸铯的生长及器件研制
批准号        51972336        学科分类        ( )
项目负责人        潘世烈        负责人职称                依托单位        中国科学院新疆理化技术研究所
资助金额        62.00万元        项目类别        面上项目       
研究期限        2019 年 09 月 25 日 至2019 年 09 月 25 日

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近日，中国科学院新疆理化技术研究所特殊环境功能材料与器件重点实验室潘世烈研究团队应《德国应用化学》（Angewandte Chemie International Edition）主编邀请，发表题为Emergent Deep‐Ultraviolet Nonlinear Optical Candidates 的深紫外非线性光学晶体发展特邀综述。
　　深紫外非线性光学晶体是全固态激光器实现深紫外倍频输出的关键光学元件，且其综合性能直接决定着激光器输出深紫外激光的光束质量和转换效率。因此，设计、制备可实用化的深紫外非线性光学晶体一直是光电功能晶体领域的研究热点。潘世烈团队长期致力于新型紫外、深紫外非线性光学晶体研究工作。近年来，在短波长非线性光学晶体领域取得系列进展。

　　该特邀综述以深紫外非线性光学晶体为主题，系统剖析了目前能够有望输出深紫外倍频激光的优选研究体系的发展和具有代表性的非线性光学晶体，包括硼酸盐、磷酸盐、氟化硼酸盐、氟化磷酸盐、碳酸盐、硝酸盐及其复合阴离子体系。从紫外截止边、倍频系数、双折射率等性能指标出发，分析其构效关系，提出实现三个关键性能指标平衡的策略，为探索下一代可实用化深紫外非线性光学晶体提出了设计方向和思路。此外，该综述对目前深紫外非线性光学晶体的研究现状和发展趋势进行了展望。
　　特邀综述发表在《德国应用化学》（Angewandte Chemie International Edition）上，新疆理化所为第一完成单位，新型光电功能材料实验室博士米日丁·穆太力普为第一作者，潘世烈为通讯作者，同时该研究工作得到国家基金委、科技部、中科院等资助。

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近日，受美国化学会化学类国际顶级期刊《化学评论》（Chemical Review）的邀请，中国科学院新疆理化技术研究所特殊环境功能材料与器件重点实验室研究团队与美国西北大学研究团队联合发表了题为“硼酸盐：光学材料的富矿”（Borates: A Rich Source for Optical Materials）的硼酸盐光学晶体发展特邀综述（Chem. Rev. 2021, 3, 1130-1202）。新疆理化技术研究所为第一完成单位，新型光电功能材料实验室米日丁·穆太力普博士为第一作者，潘世烈研究员和美国西北大学Kenneth R. Poeppelmeier教授为共同通讯作者。该论文结合新疆理化技术研究所光电功能晶体材料研究团队近14年的研究成果积累，对硼酸盐结构化学的研究进展进行了系统的讨论和分析，并对硼酸盐非线性光学晶体、硼酸盐双折射晶体和硼酸盐自倍频晶体进行了全面的总结和展望。

　　硼酸盐因其丰富的结构类型，成为研究无机结构化学优选体系。同时，硼酸盐晶体具有高的非心对称化合物比例、宽透光范围、高激光损伤阈值和稳定的物理化学性质等优势，是探索短波长非线性光学、双折射、激光自倍频等晶体材料的优选体系。目前，在化学家、矿物学家和材料学家的共同努力下，共合成超过千余种硼酸盐化合物，它们呈现出丰富的结构化学和优异的光学性能。其中，我国科学家相继发现的BBO、LBO和KBBF三大“中国牌”硼酸盐晶体，奠定了我国在紫外、深紫外非线性晶体研究的国际领先地位。基于此，新疆理化技术研究所光电功能晶体材料研究团队在成立至今一直坚持以研究硼酸盐晶体结构多样性，并进一步设计合成硼酸盐光学晶体为主要任务和目标。
　　该特邀综述以硼酸盐结构化学和硼酸盐光电功能晶体为主题，系统剖析了目前所有无机硼酸盐化合物结构化学的多样性。基于此，重点总结了硼酸盐对称性、元素分布、基本构筑单元、阴离子框架和新颖的结构特征。此外，详细地介绍了硼酸盐非线性光学晶体、硼酸盐双折射晶体和硼酸盐自倍频晶体的结构-性能相关性。此外，该综述对目前硼酸盐结构化学的研究现状和发展趋势进行了展望，对尚未清晰的理论机制、结构预测和模拟面临的挑战和硼酸盐晶体性能的极限等关键科学问题进行了归纳、讨论、总结和展望。本文对硼酸盐结构化学和硼酸盐晶体的理解将为短波长光学晶体的合理设计提供更好的指导，也将为硼酸盐的实际应用带来新的机遇。
　　据悉，Chemical Reviews是化学领域最具权威的综述期刊，2020年的影响因子为52.758，该期刊刊载化学科学当前最重要的研究进展和评论，每年仅发表200余篇综述论文。该论文的发表显示出硼酸盐晶体材料的重要性和发展潜力，也是国际权威期刊对我国在该领域取得的学术成果的充分肯定。
　　文章链接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.chemrev.0c00796

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非线性光学晶体是重要的光电信息功能材料，在激光频率变换、信息通讯、光信号处理等众多领域都具有广泛而重要的应用。随着科技的发展，技术的创新和发展对非线性光学晶体材料提出了更多、更高和更全面的要求，而深紫外倍频晶体作为全固态激光器输出短于200 nm激光的关键元件，其研制和应用亟待发展和突破。其中，紫外截止边、倍频系数、双折射是深紫外倍频晶体的三大关键性参数，其增益和调控机制一直以来是该领域重要的课题和挑战。

　　近日，受美国化学会《材料研究述评》Accounts of Materials Research主编、美国西北大学黄嘉兴教授邀请，中国科学院新疆理化技术研究所特殊环境功能材料与器件重点实验室研究团队发表了题为Toward the Enhancement of Critical Performance for Deep-Ultraviolet Frequency-Doubling Crystals Utilizing Covalent Tetrahedra的邀请论文（Acc. Mater. Res. 2021, DOI：10.1021/accountsmr.1c00028）。该论文结合新疆理化技术研究所光电功能晶体材料研究团队成果积累，系统阐明了利用共价性四面体基团实现深紫外倍频晶体关键性能增益的可行性。该论文以共价性四面体基团调控深紫外倍频晶体紫外截止边、倍频系数、双折射等性能为主线。首先，从结构-性能相关性出发，介绍了深紫外倍频晶体关键性能参数的微观调控机制，并基于此系统剖析了共价性四面体在增益深紫外倍频晶体关键性能方面的理论机制。本文为利用共价性四面体合成深紫外倍频晶体提供了可行性方案，也将为此类材料的构建带来新的机遇。
　　该论文发表在《材料研究述评》Accounts of Materials Research上，中国科学院新疆理化技术研究所为第一完成单位，新型光电功能材料实验室米日丁·穆太力普博士为第一作者，潘世烈研究员为本文的通讯作者，该研究工作获得国家自然科学基金、中科院、新疆等项目的支持。
　　据悉，《材料研究述评》Accounts of Materials Research是上海科技大学与美国化学会合作出版的新刊，于2020年夏季开始接受投稿。该期刊将发表简明扼要的评论性综述文章，概述材料科学和工程各领域的基础和应用研究。这些简短的综述将聚焦于作者自己的研究，旨在向读者介绍系统的研究工作，该期刊为材料科学与工程领域的研究者提供了凝练团队成果的新平台。
　　文章链接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/accountsmr.1c00028

huijing

非线性光学晶体是重要的光电信息功能材料，在激光频率变换、信息通讯、光信号处理等众多领域都具有广泛而重要的应用。随着科技的发展，技术的创新和发展对非线性光学晶体材料提出了更多、更高和更全面的要求，而深紫外倍频晶体作为全固态激光器输出短于200 nm激光的关键元件，其研制和应用亟待发展和突破。其中，紫外截止边、倍频系数、双折射是深紫外倍频晶体的三大关键性参数，其增益和调控机制一直以来是该领域重要的课题和挑战。

　　近日，受美国化学会《材料研究述评》Accounts of Materials Research主编、美国西北大学黄嘉兴教授邀请，中国科学院新疆理化技术研究所特殊环境功能材料与器件重点实验室研究团队发表了题为Toward the Enhancement of Critical Performance for Deep-Ultraviolet Frequency-Doubling Crystals Utilizing Covalent Tetrahedra的邀请论文（Acc. Mater. Res. 2021, DOI：10.1021/accountsmr.1c00028）。该论文结合新疆理化技术研究所光电功能晶体材料研究团队成果积累，系统阐明了利用共价性四面体基团实现深紫外倍频晶体关键性能增益的可行性。该论文以共价性四面体基团调控深紫外倍频晶体紫外截止边、倍频系数、双折射等性能为主线。首先，从结构-性能相关性出发，介绍了深紫外倍频晶体关键性能参数的微观调控机制，并基于此系统剖析了共价性四面体在增益深紫外倍频晶体关键性能方面的理论机制。本文为利用共价性四面体合成深紫外倍频晶体提供了可行性方案，也将为此类材料的构建带来新的机遇。
　　该论文发表在《材料研究述评》Accounts of Materials Research上，中国科学院新疆理化技术研究所为第一完成单位，新型光电功能材料实验室米日丁·穆太力普博士为第一作者，潘世烈研究员为本文的通讯作者，该研究工作获得国家自然科学基金、中科院、新疆等项目的支持。
　　据悉，《材料研究述评》Accounts of Materials Research是上海科技大学与美国化学会合作出版的新刊，于2020年夏季开始接受投稿。该期刊将发表简明扼要的评论性综述文章，概述材料科学和工程各领域的基础和应用研究。这些简短的综述将聚焦于作者自己的研究，旨在向读者介绍系统的研究工作，该期刊为材料科学与工程领域的研究者提供了凝练团队成果的新平台。
　　文章链接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/accountsmr.1c00028

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近日，全球性信息分析公司爱思唯尔（Elsevier）正式发布的2020“中国高被引学者”（Highly Cited Chinese Researchers）榜单。中国科学院新疆理化所潘世烈研究员入选工学类（材料科学与工程）榜单。
　　潘世烈，理学博士，研究员，博士生导师，国家杰出青年科学基金获得者，入选国家“万人计划”科技领军人才等多项人才计划。中国科学院“特殊环境功能材料与器件”重点实验室主任。作为第一和通讯作者已在Chem. Rev.; Acc. Chem. Res.；Nat. Commun.；J. Am. Chem. Soc.; Angew. Chem. Int. Ed.等国际著名刊物上发表SCI论文480余篇，其中影响因子大于10.0的40余篇，单篇最高影响因子为52.758，个人H-index为52。授权美国发明专利9件，日本发明专利1件，英国发明专利1件、中国发明专利89件。主持国家杰出青年基金、国家自然科学基金重点项目、国家重点研发计划项目课题、中国科学院重点部署项目、中国科学院仪器研制项目（关键技术团队）、自治区重大科技专项等。应邀担任Science China Materials、Inorganic Chemistry、Journal of Solid State Chemistry编委和人工晶体学报副主编、Chinese Journal of Structural Chemistry和硅酸盐学报等期刊编委。
　　据悉，此榜单以全球权威的引文与索引数据库Scopus作为中国学者科研成果的统计来源，采用上海软科教育信息咨询有限公司开发的方法，分析中国学者的科研成果表现。自2015年首发，至2021年已是第七次发布。2020“中国高被引学者”上榜共计4023人，来自373所高校、企业及科研机构，覆盖了教育部10个学科领域、84个一级学科。

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硼酸盐具有丰富的结构化学，在该体系引入其他阴离子基元，可形成具有混合阴离子或具有复合阴离子的硼基化合物，这在一定程度上丰富了硼酸盐结构化学。更重要的是，混合阴离子的构建有利于晶体线性和非线性光学性能的改性。因此，基于混合阴离子构筑高性能光电功能晶体成为研究热点。近年来，越来越多的具有复合阴离子基元的硼基化合物体系相继被研究，如氟化硼酸盐、硼硅酸盐、硼磷酸盐、硼硫酸盐、硼锗酸盐等。
        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硼酸盐新型紫外、深紫外光电功能晶体的研究。前期研究表明，平面π共轭[C2O4]基元可以与[BO4]/ [BO2F2]复合形成双草酸硼酸根[B(C2O4)2]和[BF2C2O4]。LiB(C2O4)2与LiBF2C2O4作为性能优越的锂电池电解质材料，在可再生能源领域有着广阔的潜在应用。然而在非线性光学领域，目前尚未报道基于B-O/F阴离子基元与[C2O4]基元的化合物作为光学晶体的实例。因此，该研究团队首次研究了含[BF2C2O4]基元的二氟草酸盐硼酸的线性与非线性光学性能。通过单晶结构解析、红外光谱测试、紫外-可见-近红外漫反射光谱测试、粉末倍频测试和第一性原理计算，对电解质材料NaBF2C2O4进行了综合性能表征。结果表明，NaBF2C2O4具有适中的倍频效应（1.1 × KDP）、较大双折射率（Δnexp. = 0.16@1064 nm）和短的紫外截止边（λcutoff = 255 nm），是潜在的紫外非线性光学晶体。此外，通过往体系引入全氟化非π共轭四面体[BF4]，获得了首例碱土金属二氟草酸硼酸盐Sr(BF2C2O4)(BF4)。研究表明，该晶体具有大的双折射率和较NaBF2C2O4更短的紫外截止边，是潜在的紫外双折射晶体。理论计算阐明，[BF2C2O4]基元可同时实现对双折射率和非线性光学效应的增益，因此该基元具有双功能特性。该研究拓展了二氟草酸硼酸盐的功能性，为性能优异的非线性光学、双折射晶体等的探索提供了候选体系。

[BF2C2O4]双功能基元示意图

        相关研究成果以全文形式发表在相关研究成果以全文形式发表在《材料化学》（Chemistry of Materials）(Chem. Mater. 2022, 34, 7516–7525)，新疆理化技术研究所为唯一完成单位，潘世烈研究员和米日丁？穆太力普研究员为通讯作者，晶体材料研究中心金聪聪为第一作者。同时该研究工作得到科技部，国家基金委和中科院等项目的资助。
       文章链接:Difluoro(oxalato)borates as Short-Wavelength Optical Crystals with Bifunctional [BF2C2O4] Units | Chemistry of Materials (acs.org)

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基于紫外（UV）/深紫外（DUV，λ<200 nm）非线性光学晶体的频率转换效应是实现UV/DUV全固态相干光的最有效方案之一，设计制备可实用化的UV/DUV非线性光学晶体一直是光电功能晶体领域的研究热点。中国科学院新疆理化技术研究所晶体材料研究中心长期致力于新型非线性光学晶体研究工作，并在取得系列重要进展。

      在过去的几十年里，铝硼酸盐因毒性低、物理和化学性质稳定、容易生长晶体而迅速发展，一系列优异的短波长非线性光学晶体相继被发现。从结构设计角度来看，具有空d轨道的Al [Ne]3s23p1原子与O/F原子成键时，可以以sp3、sp3d和sp3d2杂化轨道方式形成[AlOmFn] (m + n = 4, 5, 6)基团，形成丰富多样的Al-O/F基团并能进一步调控结构和性能。近期，中国科学院新疆理化技术研究所潘世烈研究员和张敏研究员团队系统地调研了铝硼酸盐进展，从传统的铝硼酸盐到铝硼酸盐氟化物和氟铝硼酸盐的发展历程，重点关注了其结构-性能关系和作为UV/DUV非线性光学晶体材料的潜在应用，并提出建设性的观点用于指导设计高性能非线性光学晶体材料。相关研究成果以“Aluminoborates as nonlinear optical materials”为题发表在《德国应用化学》(Angewandte Chemie International Edition DOI: 10.1002/anie.202217037)上。新疆理化技术研究所为唯一单位，新疆理化技术研究所潘世烈研究员和张敏研究员为通讯作者，晶体材料研究中心博士研究生焦佳豪为第一作者。该研究工作得到中科院青促会，国家自然科学基金，自治区重大专项等项目的资助。

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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。

图1 HPSe晶体的结构及光学性能。（a）HPSe单晶的XRD图谱（插入图为HPSe的光学照片）；（b） HPSe、AGS、ZGP单晶的红外透过图谱（插入图为HPSe、AGS、ZGP的光学照片）；（c）HPSe样品的粉末倍频效应；（d）HPSe单晶的紫外透过光谱；（e）典型硒化物红外非线性光学材料光学透过范围的统计分析。其中蓝色代表高透区域。

       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