非線性光學(xué)晶體材料是滿足全固態(tài)激光器實現(xiàn)多波段激光輸出的關(guān)鍵核心材料，但目前仍缺乏性能優(yōu)異的非線性光學(xué)晶體。同質(zhì)多晶體具有多變的結(jié)構(gòu)-性能關(guān)系，能夠很好的調(diào)控材料性能，河北大學(xué)化學(xué)與環(huán)境科學(xué)學(xué)院副研究員武奎通過系統(tǒng)調(diào)研所有已知的51種非線性光學(xué)同質(zhì)多晶體，包括氧化物、鹵化物、及硫?qū)倩衔?，對上述材料的“相變—結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變—非線性光學(xué)性能”三者關(guān)系進行了總結(jié)和分析，概括了非線性光學(xué)同質(zhì)多晶體的相變條件以及結(jié)構(gòu)—性能之間的調(diào)控關(guān)系。該研究成果以綜述的形式發(fā)表在《配位化學(xué)綜述》。

在非線性光學(xué)同質(zhì)多晶體的研發(fā)中，武奎研究團隊通過調(diào)控原料比例和合成溫度等，設(shè)計合成出SrCu₂SnS₄同質(zhì)多晶，分析了材料相變與性能調(diào)控之間的機理關(guān)系。測試結(jié)果表明兩相均具有與商業(yè)化紅外非線性光學(xué)晶體硫鎵銀相當(dāng)?shù)谋额l能力，但抗激光損傷能力有了顯著的提高，同時基于變溫粉末XRD測試和差熱分析方法確定了兩相之間的相轉(zhuǎn)變溫度和不可逆的相轉(zhuǎn)變行為。該成果發(fā)表在《化學(xué)材料》。

為了進一步獲得高激光損傷閾值的紅外非線性光學(xué)材料，武奎研究團隊設(shè)計在晶體結(jié)構(gòu)中引入共價性更強的功能基元與高正電性的堿土金屬結(jié)合來合成新材料，成功制備出3種新的硅硫化合物。三種材料結(jié)晶于不同的空間群，結(jié)構(gòu)對比發(fā)現(xiàn)一價陽離子對材料的結(jié)構(gòu)類型有很強的調(diào)控作用，同時上述材料抗激光損傷能力有了很大的提升。該研究結(jié)果發(fā)表在《材料化學(xué)雜志C刊》。

相關(guān)論文信息：https://doi.org/10.1016/j.ccr.2020.213380