中科院新疆理化研所制出新型红外非线性光学晶体材料Na2ZnGe2S6
6月15日，《JACS》期刊发表了由中国科学院新疆理化技术研究所潘世烈研究员团队撰写的标题为Na2ZnGe2S6: a new infrared nonlinear optical material with good balance between large second-harmonic generation response and high laser damage threshold的学术论文（J. Am. Chem. Soc., 2016, 138(23), 7422–7428, DOI: 10.1021/jacs.6b03734）。 Rj])c^ZA'*
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红外固体激光器的发展在军事和民用领域都起着重要的作用。作为红外固体激光器的核心器件，红外非线性光学晶体起着关键的作用，虽然已有AgGaQ2（Q=S，Se）和ZnGeP2商业化晶体，但由于非线性系数和激光损伤阈值两者不能很好地平衡，因此仍缺乏性能优良的红外非线性光学晶体，继续探索具有大倍频、高损伤阈值、宽透过范围、易生长的红外非线性光学晶体仍是该领域的研究热点。 ?0'd b
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该团队前期调研发现硫属化合物具有较宽的红外截止边，成为红外材料探索的重要选择之一；体系中引入碱金属，有利于提高材料带隙，并进一步增大激光损伤阈值；此外，引入具有d10电子结构的锌和易形成畸变四面体基元的锗元素能够增大形成非中心对称结构的几率。基于以上策略，科研人员采用真空封管进行高温固相反应，成功制备了一种性能优良的新型红外非线性光学晶体，Na2ZnGe2S6。该晶体结晶于单斜非心Cc空间群，而且可以在空气中长时间稳定存在。 8'0I$Qa4
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研究人员还发现该材料具有优异的性能，其波段透过范围为0.38-22 μm，覆盖两个重要的大气窗口（3-5 μm和8-12 μm）；在2.09 μm激光下的倍频能力可以媲美商业化晶体AgGaQ2，但其激光损伤阈值是AgGaQ2晶体的6倍。因此，该化合物很好地实现了大倍频和高激光损伤阈值的平衡，同时为未来探索优异的红外非线性光学晶体提供了研究思路。 7tU=5@M9D
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Na2ZnGe2S6的结构及性能表征，图来源：JACS
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