随着社会需求的提高与科技的发展，非线性光学材料在信息、能源科技、医疗等领域有着广泛应用且成为亟需发展的新型的光学材料。在探索新材料的过程中，研究体系的选择是非常重要的一环。由于在可见波段的光学材料已经趋于成熟，为了获得紫外/深紫外的非线性光学材料，因其不会影响紫外/深紫外光的吸收一般选择碱金属与碱土金属作为探索新材料的试剂。近年来，三价稀土金属的化合物陆续作为非线性光学材料报道，但他们的截止边却参差不齐。因此，三价稀土金属化合物能否作为探索非线性的新体系有待进一步的评估。
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潘世烈研究团队近年来致力于新型非线性光学晶体的探索与设计研究。为研究三价稀土金属化合物的光学性质，该研究团队在室温下合成了na4la2(no3)10∙2h2o并得到了其晶体。测试结果发现其具有出乎意料的透光范围。经测试表明，另一镧硝酸盐k2la(no3)5∙2h2o也具有比碱金属/碱土金属硝酸盐更高的截止边。此外，在杨志华研究员的指导下，通过第一性原理计算与轨道及配位理论分析，结果表明它们的光学带隙受la-5d 与o-2p 轨道相互作用而形成的 (d-p)π 键调控并且 (d-p)π 键的强弱与其化合物带隙的大小成反相关。同时比较分析上述两个镧硝酸盐的光学性质，科研人员发现 (d-p)π 相互作用对其线性与非线性光学性质也有一定的影响。最后，科研人员对其它的三价稀土金属化合物也做了第一性原理模拟研究并得到一致的结论。这一工作对设计合成含镧的线性与非线性光学材料具有一定的理论指导意义。
相关研究成果发表在j. mater. chem. c上，新型光电功能材料实验室博士研究生雷兵华和硕士研究生孔庆荣为论文共同第一作者。
该研究工作得到国家重点基础研究发展规划项目、国家自然科学基金等项目的支持。
(d-p)π相互作用对带隙、线性光学及非线性光学性质的影响
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