由于非線性光學(xué)晶體材料在激光科學(xué)和技術(shù)領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用,設(shè)計、合成性能優(yōu)異的新型非線性光學(xué)晶體材料一直是功能材料領(lǐng)域研究的前沿?zé)狳c。目前,國內(nèi)外廣泛采取的設(shè)計思路包括在晶體中引入具有共軛平面結(jié)構(gòu)的BO3基團,具有二階姜.泰勒畸變的d0,d10以及含孤對電子的金屬陽離子等。
中科院新疆理化技術(shù)研究所光電功能材料團隊在前期研究中發(fā)現(xiàn),鉬磷酸鹽是一系列具有新穎結(jié)構(gòu)的化合物體系,由于其結(jié)構(gòu)中存在金屬離子之間以及其與橋基、端基配體的相互作用,這類化合物種類繁多、結(jié)構(gòu)多變;此外,通過結(jié)合具有較大二階姜·泰勒(second order Jahn·Teller)效應(yīng)的Mo6+離子和堿金屬磷酸鹽化合物,有利于系統(tǒng)的探索合成具有較大倍頻系數(shù)的新型非線性光學(xué)晶體材料(Chem. Commun., 2013, 49: 306-308)。
在該設(shè)計思路的指導(dǎo)下,科研人員進一步深入研究了該體系,并設(shè)計合成出兩種新型的鉬磷酸鹽化合物:RbMoO2PO4和Rb4Mo5P2O22。盡管這兩種化合物同屬于Rb-Mo-P-O四元體系,但是兩者的結(jié)構(gòu)存在很大差別:RbMoO2PO4具有三維的陰離子框架結(jié)構(gòu),其結(jié)構(gòu)類似于沸石(GIS)類化合物;Rb4Mo5P2O22則具有獨特的一維長鏈Strandberg型多金屬氧酸鹽結(jié)構(gòu)。值得注意的是,RbMoO2PO4為中心對稱化合物,空間群為Fddd,不具有非線性光學(xué)效應(yīng);而Rb4Mo5P2O22為非對稱中心化合物,空間群C2221,粉末倍頻效應(yīng)為1.4倍KDP。此外,這兩種化合物都表現(xiàn)出一致熔融的性質(zhì),屬于易于生長的潛在非線性光學(xué)晶體材料。
該研究成果發(fā)表在Inorganic Chemistry(2013,52:1488-1495)上。
以上研究得到國家自然科學(xué)基金、中國科學(xué)院“引進國外杰出人才”擇優(yōu)支持基金和中國科學(xué)院知識創(chuàng)新工程重要方向項目等資助。
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