【產(chǎn)通社，6月16日訊】中國科學(xué)院（Chinese Academy of Sciences）官網(wǎng)消息，紅外非線性光學(xué)（NLO）晶體材料在軍事和民用領(lǐng)域具有重要的應(yīng)用（如激光雷達(dá)、激光通訊、紅外遙測、光電對抗等）。其中非中心對稱晶體結(jié)構(gòu)是實現(xiàn)二階NLO效應(yīng)的前提條件。目前雖然總結(jié)了一系列獲得非中心對稱結(jié)構(gòu)的方法，但如何理性設(shè)計非心結(jié)構(gòu)仍然是一個挑戰(zhàn)性的課題。

在中國科學(xué)院戰(zhàn)略性先導(dǎo)科技專項、國家自然科學(xué)基金等的資助下，中科院福建物質(zhì)結(jié)構(gòu)研究所結(jié)構(gòu)化學(xué)國家重點實驗室研究員郭國聰領(lǐng)導(dǎo)的研究團(tuán)隊為了獲得非中心對稱結(jié)構(gòu)，創(chuàng)新性地采用聚陽離子基團(tuán)取代誘導(dǎo)NLO功能基元有序排列(polycation-substitution-induced NLO-functional motif ordering) 的結(jié)構(gòu)設(shè)計策略，通過非中心對稱陽離子基團(tuán)[ClRb2Ba3]7+取代RbGaS2 (C2/c)中的Rb+離子，誘導(dǎo)Ga4S10超四面體NLO功能基元從反平行到正向平行排列，成功獲得了非心結(jié)構(gòu)化合物[ABa2Cl][Ga4S8] (A = Rb, 1; Cs, 2)。這是首次通過聚陽離子基團(tuán)取代誘導(dǎo)實現(xiàn)中心到非心結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)變，為探索新型NLO材料提供了新的研究思路。另外，化合物1和2具有強(qiáng)的倍頻（SHG）信號（10.4-15.3×KDP@1064nm; 0.9-1.0×AgGaS2 @1910nm）、高的激光損傷閾值（11-12×AgGaS2）、寬的紅外透過范圍（0.4-12.3um）及滿足相位匹配，有望作為同時覆蓋可見至紅外波段的NLO晶體材料。相關(guān)工作以[ABa2Cl][Ga4S8] (A = Rb, Cs): Wide-Spectrum Nonlinear Optical Materials Obtained by Polycation-Substitution-Induced Nonlinear Optical (NLO)-Functional Motif Ordering 為題，發(fā)表在《美國化學(xué)會志》（J. Am. Chem. Soc. 2020, DOI: 10.1021/jacs.0c04738），副研究員劉彬文為該論文第一作者，副研究員姜小明和研究員郭國聰為通訊作者。

此前，該研究團(tuán)隊在2001年首先提出“功能基元（functional motif）”的學(xué)術(shù)思想（Progress in Chemistry, 2001, 13, 151）；設(shè)計了新的紅外NLO功能基元（Chem. Mater. 2017, 29, 9200）；突破了大NLO系數(shù)和高激光損傷閾值難兼得的瓶頸（Chem. Sci. 2016, 7, 6273）；獲得最寬帶隙硫?qū)貼LO晶體材料（Angew. Chem. Int. Ed. 2020, 59, 4856），提出實現(xiàn)相位匹配的新策略（CCS Chemistry，2020, Accepted），并通過多種結(jié)構(gòu)設(shè)計策略獲得了多種高性能紅外NLO新材料（J. Am. Chem. Soc. 2011, 133, 3410；Chem. Sci. 2018, 9, 5700; Adv. Optical Mater. 2018, 1800156; Chem. Mater. 2017, 29, 1796; Chem. Mater. 2015, 27, 8189）。

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