中科院新疆理化所发表卤素硼酸盐非线性光学晶体综述文章

2015年12月30日，国际综述性期刊Coordination Chemistry Reviews 在线发表了由中国科学院新疆理化技术研究所新型光电功能材料实验室研究员潘世烈团队独立撰写的题为Recent Development of Metal Borate Halides: Crystal Chemistry and Application in Second-order NLO Materials 的学术论文。潘世烈课题组助理研究员王颖为论文第一作者。

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　　探索和合成性能优异的新型紫外/深紫外非线性光学晶体材料一直是功能材料领域的研究热点。目前唯一能够用于紫外/深紫外波段的非线性光学晶体材料是氟硼酸钾(KBBF)晶体，但其存在层状生长习性问题，无法广泛应用，仍需要继续探索新材料满足功能材料的发展需求。基于KBBF的晶体结构，通过在硼酸盐中引入卤素离子X (X = F, Cl, Br和 I)，设计合成非中心对称的卤素硼酸盐，是探索新型非线性光学晶体材料的研究策略之一。近几年来，卤素硼酸盐因其丰富的结构类型以及优良的非线性光学性能，逐渐引起科研人员的广泛关注。

　　科研人员全面系统地总结了近200种卤素硼酸盐化合物，分析了卤素硼酸盐的设计合成和晶体结构特性，归纳了其阴离子基团种类，阐述了具有不同结构类型的卤素硼酸盐的非线性光学性能。综述文章同时指出了卤素离子的引入有利于丰富硼酸盐晶体结构，并且该类化合物与盐包裹固体类(salt-inclusion solids)化合物在结构上具有共性关系，进一步总结出卤素中心离子盐单元(halogen-centered SBUs)对非中心结构形成的促进规律，揭示了卤素离子对非线性光学性能的直接和间接影响机理。该综述文章通过总结卤素硼酸盐的结构、性质、生长及其应用间的关系规律，为发现性能更加优异的非线性光学晶体提供理论依据。

　　潘世烈课题组依托于“中国科学院特殊环境功能材料与器件重点实验室和自治区电子信息材料与器件重点实验室”，长期从事新型紫外/深紫外硼酸盐非线性光学材料的设计与制备研究，取得了一系列成果。此次发表的综述文章对新疆理化所新型光电功能材料实验室在该方面的科研成果进行了总结，在含卤素的金属硼酸盐体系中，课题组通过结构筛选，设计合成了具有钙钛矿类似结构的氯硼酸钾/溴硼酸钾系列晶体材料（J. Am. Chem. Soc, 2011, 133, 7786; CrystEngComm, 2011, 13, 2899），具有无d0、d10金属阳离子中效应最大的氟硼酸钡晶体（J. Am. Chem. Soc., 2013, 135, 4215），以及一大批具有短紫外截止边和较大倍频效应的新型晶体材料（J. Mater. Chem. C, 2014, 2, 4257; Cryst. Growth Des., 2013, 13, 3514; Inorg. Chem., 2013, 52, 5359）。此外，在晶体材料结构-性能关系研究方面，阐明了阳离子对碱金属卤素硼酸盐晶体结构性能的影响（Cryst. Growth Des., 2014, 14, 1794; Inorg. Chem., 2014, 53,11213），利用第一原理方法揭示了溴硼酸钡晶体非线性光学效应来源机制（J. Phys. Chem. C, 2014, 118, 11849）以及铅钡硼氧氯和铅钡硼氧溴具有较大倍频效应增益的内在机理（J. Am. Chem. Soc., 2015, 137, 9417; Dalton Trans., 2015, 44, 16818），并从理论上模拟了非线性晶体材料在加压情况下相位匹配区间的变化情况（Appl. Phys. Lett, 2015, 106, 031906）等。近五年课题组共发表SCI学术论文185篇，其中SCI影响因子大于4.0的有67篇，申请美国发明专利4项、中国发明专利65项；荣获新疆维吾尔自治区科技进步一等奖3项。

　　该工作得到国家自然科学基金、中科院交叉合作与创新团队、新疆重点实验室基金等项目的资助。

　　文章链接：http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0010854515300813

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