新型非線性光學晶體的合成研究取得進展

非線性光學材料在全固態激光器、醫療、通訊、精密製造、核聚變等領域具有不可替代的作用，通過合理設計合成新型高性能非線性光學材料是該領域的研究熱點和難點。引入易產生二階姜泰勒效應的結構單元，可有效獲得非中心對稱結構化合物，這一策略廣泛用於合成新型的非線性光學材料。這些結構單元包括d0族過渡金屬離子（Ti4 、V5 、Nb5等）、含有孤對電子的陽離子（Pb2 、Sb3 、Bi3 、Se4 、I5 等），以及含有π共軛的體系（硼酸鹽類等）。然而，不同元素具有不同性質，在合成製備過程中也存在不同問題和難點。例如，金屬碘酸鹽通常在溫和的酸性條件下製備，而鈮在此條件下則非常穩定，這兩者之間存在難以互相結合的難題，含鈮金屬碘酸鹽的合成一直是該領域研究的難點。

在中科院戰略性先導科技專項和國家自然科學基金等的資助下，中國科學院福建物質結構研究所、結構化學國家重點實驗室研究員傅瑞標與安徽工業大學副教授馬祖駒合作，系統分析了鈮的性質，利用經典的硫酸氧鈮化合物無機化學反應，以硫酸根基團為橋樑，將Nb與碘酸根基團結合起來，生長出首例硫酸碘酸氧鈮Nb2O3(IO3)2(SO4)非線性光學晶體。實驗表明，該晶體具有良好的物化穩定性，在空氣中耐熱溫度高達580℃，激光損傷閾值達20*AgGaS2，而且耐濃硫酸和耐水，具有強的且相位匹配的二階倍頻效應（6*KDP），在0.38-8μm波長範圍內具有高透過率，是一種潛在的可應用於可見-紅外區的二階非線性光學晶體。

該研究不僅合成了含Nb的碘酸鹽，還解決了硫酸鹽晶體易溶於水和易潮解的問題。相關成果以Very Important Paper形式發表在《德國應用化學》上，第一作者為聯合培養在讀碩士生唐宏鑫。

福建物構所新型非線性光學晶體的合成研究取得進展

來源：中國科學院福建物質結構研究所

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