(圖1 迄今最強Kleinman-forbidden粉末倍頻效應(yīng)的La4InSbS9)
(圖2 30–46μm尺寸粉末倍頻效應(yīng)強度為商用材料AgGaS2100倍的Ba3CsGa5Se10Cl2)
中遠(yuǎn)紅外(2–20 μm)二階非線性光學(xué)(NLO)材料在光電對抗、資源探測、空間反導(dǎo)、通訊等方面有重要的應(yīng)用。目前商用中遠(yuǎn)紅外二階NLO材料為AgGaS2和ZnGeP2,但這兩個材料又都存在一些致命的弱點,例如損傷閾值低、雙光子吸收等。因此探索新型中遠(yuǎn)紅外NLO材料是當(dāng)前NLO材料研究的一個難點和熱點。
在國家自然科學(xué)基金、中科院重要方向性項目等項目的支持下,福建物構(gòu)所中科院光電材料化學(xué)與物理重點實驗室陳玲研究小組在中遠(yuǎn)紅外二階NLO材料設(shè)計與合成研究方面取得了系列突破。創(chuàng)新性提出了非線性功能基團組裝、離子基團調(diào)控、非線性功能基團的不對稱控制設(shè)計的學(xué)術(shù)思想,獲得了系列具有優(yōu)良性能的中遠(yuǎn)紅外二階NLO材料,發(fā)現(xiàn)了迄今最強Kleinman-Forbidden粉末倍頻效應(yīng)的新穎結(jié)構(gòu)La4InSbS9材料,該化合物為I型相位匹配中遠(yuǎn)紅外NLO材料,其粉末倍頻效應(yīng)強度達(dá)到商用AgGaS2材料的1.5倍,研究成果發(fā)表在美國化學(xué)會志雜志上(J. Am. Chem. Soc., 2012, 134, 1993–1995);通過非線性功能基團的金屬中心不對稱控制獲得了Ba3AGa5Se10Cl2 (A = Cs, Rb, K)系列材料,其中Ba3CsGa5Se10Cl2材料在30-46μm尺寸下粉末倍頻效應(yīng)強度高達(dá)商用材料AgGaS2的100倍,研究成果發(fā)表在美國化學(xué)會志雜志上(J. Am. Chem. Soc., 2012, 134, 2227–2235),這些材料的發(fā)現(xiàn)及設(shè)計思想的提出為尋找新型中遠(yuǎn)紅外NLO材料提供新的思路和方向。
此前,該研究小組還在新穎結(jié)構(gòu)NLO晶體材料的研究方面取得了系列進展,發(fā)現(xiàn)了具有良好應(yīng)用前景的NLO晶體材料,如:Ln4GaSbS9 (Ln = Pr, Nd, Sm, Gd–Ho)(J. Am. Chem. Soc.,2011,133, 4617–4624),Pb2B5O9I(J. Am. Chem. Soc.,2010,132, 12788–12789),La2Ga2GeS8和Eu2Ga2GeS7(Inorg. Chem.,2011, 50, 12402–12404)等。