福建物構所亞硒酸鹽倍頻晶體設計與合成獲進展

　　亞硒酸鹽因其含有活性孤對電子而在二階非線性光學晶體材料中占有非常重要的地位，但該類化合物的倍頻系數一般比相應的亞碲酸鹽和碘酸鹽小得多。為提高其倍頻系數，一般采用引入畸變八面體配位構型的d0-過渡金屬陽離子如Ti4+、Nb5+、Mo6+等的方法，但這樣的化合物組成與結構往往比較復雜，影響其大晶體的制備。

　　在國家基金委重點項目、重大研究計劃培育項目以及中國科學院戰略性先導科技專項等資助下，中科院福建物質結構研究所結構化學國家重點實驗室研究員毛江高和副研究員孔芳領導的研究團隊提出對一些已知高倍頻系數的化合物進行不等價取代的方法來設計新的高性能倍頻晶體的新思路。他們以BiOIO3（倍頻系數為KDP的12.5倍）為母體化合物，以SeO32–取代IO3–并同時以F-取代O2–離子，在溫和水熱條件下以Bi2O3與HF和SeO2反應得到了BiFSeO3（空間群Pca21），其結構與母體化合物有相當程度的相似性，Bi3+和亞硒酸根的孤對電子產生協同極化作用，從而該化合物表現出很強的倍頻效應，其粉末倍頻系數為KDP的13.5倍，為亞硒酸鹽中最高值。理論計算表明Bi3+和SeO32–基團對d31的貢獻百分比分別為62.8%和37.1%，相關研究結果發表在J. Am. Chem. Soc.上（2016，138, 9433?9436； DOI: 10.1021/jacs.6b06680）。此前，該研究團隊利用不等價取代策略，得到了倍頻系數為9.6倍KDP的Pb2TiOF(SeO3)2Cl（Chem. Commun. 2013, 49, 9965?9967）和5倍KDP的Cs(TiOF)3(SeO3)2（Inorg. Chem., 2015, 54, 3875?3882）。這些研究工作為今后新型二階非線性光學晶體材料的設計提供了新的策略和思路。

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