合成新紫外非線性光學(xué)晶體材料是現(xiàn)代激光技術(shù)發(fā)展的需求。目前，基于陽離子替代是獲得新非線性光學(xué)材料的重要而有效方法之一，堿金屬和鹵素離子利于拓寬硼酸鹽在紫外波段的透過范圍。因此陽離子對堿金屬鹵素硼酸鹽結(jié)構(gòu)性能影響的研究一直備受國際關(guān)注。 

　　中國科學(xué)院新疆理化技術(shù)研究所光電功能材料研究團(tuán)隊(duì)在K3B6O10Br晶體中引入Na，合成出四種新晶體，K3-xNaxB6O10Br (x=0.13, 0.67, 1.30, 2.20)。經(jīng)過結(jié)構(gòu)性能測試表明，Na含量明顯影響晶體結(jié)構(gòu)，從而導(dǎo)致晶體物化性能改變。盡管它們結(jié)構(gòu)中都含有[B6O13]陰離子基團(tuán)，但其晶系和空間群不完全相同。其中，K3-xNaxB6O10Br (x=0.13, 0.67)屬于非中心對稱R3m空間群，K3-xNaxB6O10Br (x=1.30, 2.20)屬于中心對稱Pnma空間群(圖1)。K3-xNaxB6O10Br (x=0.13, 0.67) 具有2.8倍KDP的倍頻效應(yīng)(圖2)。 

　　此項(xiàng)工作研究了陽離子對晶體結(jié)構(gòu)和性能的影響機(jī)理，揭示了晶體組成、結(jié)構(gòu)與性能之間的關(guān)系，闡明了陽離子調(diào)控晶體性能的規(guī)律，為探索新紫外非線性光學(xué)晶體材料提供思路。 

　　該研究成果發(fā)表在國際期刊Cryst. Growth Des.上，相關(guān)研究工作得到國家自然科學(xué)基金和新疆維吾爾自治區(qū)高層次人才等項(xiàng)目資助。 

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圖1. K3-xNaxB6O10Br (x=0.13, 1.3)晶體的三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu) 

圖2. 倍頻效應(yīng)及相位匹配曲線