碱金属卤素硼酸盐非线性晶体材料研究取得进展

2011-5-07 00:30 来源: 中国科学院
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  获得拥有大的非线性光学系数、合适的双折射率以及优良的物理化学性能的紫外非线性光学晶体成为现代科技研究的一个热点。该方向研究的关键是材料晶体结构的设计及优化,特别是在对材料结构-非线性光学性能关系深入理解的前提下,进行有目的的功能基元筛选和组合。因此,探索新型紫外/深紫外非线性光学晶体材料的结构设计、合成及生长是一个重要的前沿课题。

  中科院新疆理化技术研究所电子信息材料与器件自治区重点实验室潘世烈研究员领导的研究团队,在硼氧框架中引入碱金属阳离子和卤素离子以提高其性能的设计思想指导下,获得一种新型的碱金属卤素硼酸盐(K3B6O10Cl)。阴离子以硼氧功能基元为基础,其带隙较大,双光子吸收概率小;激光损伤阈值较高;利于获得较强的非线性光学效应;B-O键利于宽波段光透过。阳离子选择碱金属离子,其在紫外区无d0电子的跃迁,有利于紫外透过,同时卤素离子的引入拓宽了其透光范围。在结构上,选择了畸变的钙钛矿构型,有助于获得大的非线性光学效应。研究测试表明,该晶体紫外吸收截止边达180nm、能够实现相位匹配,具有合适的倍频效应(4KDP),物化性能稳定,是一种潜在的紫外非线性光学晶体材料。

  研究成果以全文的形式发表在《美国化学会志》上(J. Am. Chem. Soc. Dol:10.1021/ja111083x)。碱金属卤素硼酸盐体系的研究工作为新型深紫外非线性光学晶体材料的研究开辟了一个新的探索方向。

  相关研究工作得到了国家自然科学基金、中科院“引进国外杰出人才”择优支持基金和中科院知识创新工程重要方向项目等的支持。