近期，同濟(jì)大學(xué)張弛教授與中科院北京理化技術(shù)研究所和中科院福建物質(zhì)結(jié)構(gòu)研究所合作，以經(jīng)典的無機(jī)π共軛硝酸鹽為合成範(fàn)本，通過等價(jià)氧陰離子取代策略，構(gòu)建了一類紫外吸收截止邊短、帶隙寬、雙折射率大、且同時(shí)具有強(qiáng)倍頻效應(yīng)的複合型二元氧陰離子晶體材料Sc(IO3)2(NO3)。這在很大程度上彌補(bǔ)了傳統(tǒng)無機(jī)金屬氧化物雙折射晶體低紫外光透過率的不足。
複合型二元氧陰離子晶體材料屬於二階非線性光學(xué)晶體，在光學(xué)各向異性和倍頻效應(yīng)中具有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。首先，在稀土硝酸鹽中引入含孤對(duì)電子氧陰離子[IO3]?基團(tuán)，提高了材料整體的光學(xué)各向異性。其次，[IO3]?和[NO3]?兩種氧陰離子基團(tuán)在二維層狀結(jié)構(gòu)中採(cǎi)用對(duì)齊排列方式，增大了層內(nèi)鍵合和層間相互作用的差異，進(jìn)而賦予了材料極為優(yōu)異的光學(xué)各向異性和倍頻效應(yīng)。同時(shí)，密度泛函理論類比計(jì)算表明Sc(IO3)2(NO3)大的線性光學(xué)和非線性光學(xué)回應(yīng)源自於二維層狀結(jié)構(gòu)中[IO3]?和[NO3]?基團(tuán)的協(xié)同效應(yīng)。
另外，該研究團(tuán)隊(duì)也在複合型含氧酸鹽二階非線性光學(xué)晶體的研製方面取得了很大的進(jìn)展。他們先後報(bào)導(dǎo)了系列高效複合型含氧酸鹽二階非線性光學(xué)晶態(tài)材料的製備及其性能，包括：發(fā)現(xiàn)了六方氧化鎢構(gòu)型亞硒酸鹽倍頻晶體實(shí)現(xiàn)相位匹配的機(jī)制，運(yùn)用單齒陰離子部分取代策略製備寬頻隙，強(qiáng)倍頻稀土亞硒酸鹽晶體，採(cǎi)用水熱法製備出高鐳射損傷閾值中紅外碘酸鹽倍頻晶體，設(shè)計(jì)製備的系列新型二階非線性光學(xué)晶體性能均優(yōu)於之前文獻(xiàn)報(bào)導(dǎo)的二階非線性光學(xué)晶體。
據(jù)悉，該研究成果以“Giant Optical Anisotropy in the UV-Transparent 2D Nonlinear Optical Material Sc(IO3)2(NO3)”為題發(fā)表在國(guó)際化學(xué)領(lǐng)域頂級(jí)學(xué)術(shù)期刊Angewandte Chemie International Edition（德國(guó)《應(yīng)用化學(xué)》）（2020, doi/10.1002/anie.202012456）上。
