罗军华课题组发现具有非公度调制结构的深紫外非线性光学材料

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深紫外激光由于波长短、能进行更高精度加工的优点，在半导体光刻、激光光电子能谱仪和激光切割等高精尖技术领域有广阔的应用前景。18世纪90年代，科研工作者就已经发现了同时包含孤立硼酸根离子和硫酸根离子的硼镁矾矿石，但是含有B-O-S键的硼硫酸盐直到2012年才被首次报道，但作为一类新颖的无机化合物，硼硫酸盐的非线性光学性能还鲜有研究。

        中科院福建物质结构研究所结构化学国家重点实验室“无机光电功能晶体材料”罗军华研究员团队在国家自然科学基金重点项目、国家杰出青年基金、中科院基础前沿0-1原始创新项目、中科院战略性先导专项和赵三根研究员主持的国家自然科学基金面上、中科院青年促进会优秀会员项目及福建省雏鹰计划项目等资助下发现了一例新型硼硫酸盐化合物LiRb4[B(SO4)4]。非线性光学测试表明，该晶体在室温下具有和KH2PO4相当的倍频效应并且能够实现相位匹配。同时，该晶体在室温下能够透光至190 nm以下的深紫外波段，表明该晶体是一种全新结构的深紫外非线性光学晶体。和北京大学的孙俊良研究员、周钲洋博士合作研究发现，该晶体在原位单晶X射线测试中，其衍射图谱在室温下和低温下呈现出明显的卫星散射斑，表明该晶体具有非公度调制结构。结构解析表明，LiRb4[B(SO4)4]在室温下和低温下分别属于X2（α0γ）0和P21（α0γ）0（3+1）维超空间群，它们的调制波矢q在300K时为0.1534（2）a*-0.2223（2）c*，在180K时为0.13005（12）a*-0.20584（14）c*。进一步的结构分析表明，LiRb4[B(SO4)4]的调制波矢主要起源于其平均结构中[B(SO4)4]5-超四面体不同位置的桥氧原子。这项工作为研究非公度调制结构的深紫外非线性光学材料提供了新的机遇，相关研究成果发表在《德国应用化学》上(Angew. Chem. Int. Ed. 2020, DOI: 10.1002/anie.202102107）上。
        论文链接: https://www.onlinelibrary.wiley. ... 1002/anie.202102107。
      （罗军华课题组供稿）


     
       文章来源：福建物构所     
      罗军华，中科院福建物质结构研究所研究员，博士生导师，国家杰出青年基金获得者。1992年本科毕业于江西师范大学化学系；2003年获中科院物构所博士学位，师从洪茂椿院士；2003-2005年先后在美国北卡州立大学和佛罗里达大学从事博士后研究；2006-2009年获美国洛斯阿拉莫斯国家实验室 (Los Alamos National Laboratory) Fellowship资助在中子衍射中心从事研究。分别在J. Am. Chem. Soc., Angew. Chem. Int. Ed., Adv. Mater., Adv. Funct.Mater., PNAS, Nat.Commun., Chem. Sci.等国际知名期刊上发表SCI论文150多篇，多次受邀为美国化学会(JACS, CG&R和IC), 英国皇家化学会(CC, Dalton, JMC和CrystEngComm)和Wiley-VCH InterScience (Adv. Mater., EurJIC和Chemistry - An Asian Journal)审理稿件；多次受邀在国际学术会议如国际配位化学会议、美国化学学会和材料学会年会上报告相关工作。先后受聘担任美国《Crystal Growth & Design》杂志Topic Editor和中国化学快报副主编。主要从事无机/有机杂化半导体光电功能晶体材料，分子基铁电和相变晶体材料以及非线性光学晶体材料的研究，发展了系列无层状习性的硼酸盐和磷酸盐无铍深紫外非线性光学晶体材料，创新性地设计合成了基于固体对称性破缺构筑的具有非心结构的非线性倍频开关、铁电和铁电半导体等光电功能晶体材料。