紫外非線性光學(xué)晶體材料是重要的光電信息功能材料，在信息、能源、工業(yè)制造、醫(yī)學(xué)、科研等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景。多年來設(shè)計、合成性能優(yōu)異的新型紫外非線性光學(xué)晶體材料一直是新型功能材料領(lǐng)域的研究熱點。

　　鈹硼酸鹽被廣泛看作紫外/深紫外非線性光學(xué)材料的理想選擇，近年來，許多性能優(yōu)異的鈹硼酸鹽非線性光學(xué)晶體已經(jīng)被合成，而BeO的劇毒性卻使得生長這些晶體十分困難。中科院新疆理化技術(shù)研究所特殊環(huán)境功能材料與器件院重點實驗室研究員潘世烈?guī)ьI(lǐng)其團隊以KBBF為結(jié)構(gòu)模型，使用ZnO4替代KBBF結(jié)構(gòu)中的BeO3F，并且采用反向排列的B3O6連接相鄰的Zn2BO3O2層，成功合成出Cs3Zn6B9O21化合物，該化合物克服了KBBF生長過程中強的層狀習(xí)性和BeO的劇毒性，同時也是目前KBBF族中倍頻效應(yīng)最大的化合物，并且該化合物紫外截止邊約為200nm，計算表明可見光區(qū)雙折射率大于0.06，是一種潛在的紫外非線性光學(xué)材料。該設(shè)計思路將有利于鈹硼酸鹽化合物的效應(yīng)增強和其它具有類鈹硼酸結(jié)構(gòu)的鋅硼酸鹽在紫外非線性光學(xué)材料的設(shè)計應(yīng)用。

　　該研究成果已于近期作為Communication在線發(fā)表在《美國化學(xué)會志》 （J. Am. Chem. Soc.）上。相關(guān)成果已申請中國發(fā)明專利。

　　此外，該研究小組還基于剛性的SiO4基團和鹵素F離子對結(jié)構(gòu)的調(diào)控，成功設(shè)計合成出系列具有大倍頻、短紫外截止邊的新型非線性光學(xué)材料，如：Cs2B4SiO9 (Angew. Chem. Int. Ed. 2013, 52, 3406 - 3410)、Ba4B11O20F（J. Am. Chem. Soc. 2013, 135, 4215–4218）等。

　　相關(guān)研究工作得到國家“973”前期研究專項、國家自然科學(xué)基金、中國科學(xué)院“引進(jìn)國外杰出人才”擇優(yōu)支持基金、中國科學(xué)院知識創(chuàng)新工程重要方向項目等項目資助。