福建物構(gòu)所碘酸鹽二階非線性光學(xué)晶體的設(shè)計(jì)與合成獲進(jìn)展

　　二階非線性光學(xué)材料廣泛應(yīng)用于激光及光通訊領(lǐng)域，而金屬碘酸鹽晶體因具有較強(qiáng)的倍頻效應(yīng)、較寬的透過(guò)波段、較高的熱穩(wěn)定性和光學(xué)損傷閾值在二階非線性光學(xué)晶體材料領(lǐng)域占有非常重要的地位。

　　中國(guó)科學(xué)院福建物質(zhì)結(jié)構(gòu)研究所結(jié)構(gòu)化學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室研究員毛江高領(lǐng)導(dǎo)的課題組在國(guó)家基金委重點(diǎn)和面上項(xiàng)目、重大研究計(jì)劃培育項(xiàng)目以及中科院戰(zhàn)略性先導(dǎo)科技專項(xiàng)等的資助下，提出將氟離子引入碘酸鹽體系，構(gòu)筑新穎結(jié)構(gòu)的金屬碘酸鹽氟化物，利用金屬氟化物三維結(jié)構(gòu)來(lái)限制碘酸根離子的排列方向，使各個(gè)碘酸根離子的極化作用相互疊加而表現(xiàn)出大的倍頻系數(shù)。在這一學(xué)術(shù)思想指導(dǎo)下，該課題組以水熱合成方法，得到了首例碘酸鹽氟化物Bi(IO3)F2晶體，其結(jié)構(gòu)中碘酸根離子整齊排列于三維[BiF2]+離子的六元環(huán)孔洞中。該化合物表現(xiàn)出非常高的倍頻效應(yīng)，為KDP（KH2PO4）的11.5倍，而且是相位匹配的，同時(shí)具有較寬的透過(guò)波段(0.3-11 μm)，因此是一種具有潛在應(yīng)用價(jià)值的二階非線性光學(xué)晶體材料。理論計(jì)算表明IO3和[BiF2]+基團(tuán)對(duì)d14的貢獻(xiàn)百分比分別為77.1%和21.8%，相關(guān)研究結(jié)果作為VIP論文在線發(fā)表于《德國(guó)應(yīng)用化學(xué)》（Angew. Chem. Int. Ed.，DOI: 10.1002/anie.201611770），該工作為今后新型碘酸鹽二階非線性光學(xué)晶體材料的設(shè)計(jì)提供了一條新的合成策略。

　　此外他們還利用碘酸根與d0電子構(gòu)型過(guò)渡金屬的畸變八面體如VO6、NbO6等兩種不對(duì)稱無(wú)機(jī)結(jié)構(gòu)基元復(fù)合到同一化合物中的合成策略得到了K(VO)2O2(IO3)3（3.6 x KTP）（J. Am. Chem. Soc.，2011，133，5561-5573）、NaVO2(IO3)2(H2O) （20 x KDP）（Chem. Mater.，2010, 22, 1545–1550）和BaNbO(IO3)5 （14 x KDP）（J. Am. Chem. Soc. 2009，131，9486-9487）。由于該課題組在該研究領(lǐng)域所做的系統(tǒng)研究工作，他們應(yīng)邀在國(guó)際期刊《配位化學(xué)評(píng)論》上發(fā)表綜述研究論文，系統(tǒng)介紹該課題組的相關(guān)研究工作（Coord. Chem. Rev. 2015，288，1-17）。

　　福建物構(gòu)所碘酸鹽二階非線性光學(xué)晶體的設(shè)計(jì)與合成獲進(jìn)展