新疆理化所在基于双功能基元设计紫外光学晶体方面取得新进展-凯发k8官网登录vip

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（δn_exp. = 0.16@1064 nm）和短的紫外截止边（λ_cutoff = 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。

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）()，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。

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[bf₂c₂o₄]双功能基元示意图