采用该创新思路,课题组选择在中远红外区没有吸收的金属-磷属键和金属-卤族键共同构筑二例中远红外区透过的、具有无心结构的金属磷卤无机超分子化合物(Hg6P3)(In2Cl9)和(Hg8As4)(Bi3Cl13),其晶体结构由具有较大极化率的复杂阴、阳离子基团通过弱的超分子相互作用力构成。粉末法测试表明,它们与典型的AgGaS2材料具有相当的二倍频非线性光学系数且在2.1μm下相位匹配。理论计算研究表明,复杂阴、阳离子基团都对晶体整体的非线性效应有较大的贡献,而不像大多数传统非线性光学材料中阴离子基团占主要贡献。

  本研究结果表明,无机超分子化合物是一种潜在的中远红外非线性光学材料,通过同时引入极化率大的复杂阴、阳离子基团并通过超分子化学和晶体工程控制组装其极化方向在晶体中的择优取向排列,将会得到新型的性能优异的中远红外非线性光学材料,从而为非线性光学材料的结构设计提供新思路。

  该研究结果发表在J. Am. Chem. Soc.(2011, 133, 3410-3418)上。