中科院在設(shè)計合成新型硼酸鹽光學(xué)晶體材料研究中獲進展

        中國科學(xué)院新疆理化技術(shù)研究所新型光電功能材料研究團隊在設(shè)計合成新型紫外光學(xué)晶體材料方面進行了系統(tǒng)的探索研究，通過大量實驗，合成出具有新穎結(jié)構(gòu)特點的硼酸鹽Li6Zn3(BO3)4。相關(guān)研究成果作為封面文章發(fā)表在《無機化學(xué)前沿》(Inorganic Chemistry Frontiers)上。
 　　硼酸鹽具有豐富的化學(xué)結(jié)構(gòu)，B原子可采用BO3和BO4兩種配位方式，并進一步聚合成一維的鏈、二維的層和三維的網(wǎng)絡(luò)，使硼酸鹽具有豐富的晶體結(jié)構(gòu)。因此，硼酸鹽是設(shè)計合成新型光學(xué)晶體材料的優(yōu)選體系?；陉庪x子基團理論，BO3平面基元具有不對稱電子云分布的π 共軛軌道，具有較大的微觀極化率，平行排列的BO3平面基元利于使材料獲得好的倍頻效應(yīng)和雙折射性質(zhì)，這兩個參數(shù)直接決定了材料的激光轉(zhuǎn)換效率和倍頻應(yīng)用波段范圍。
 Li-O配位和硼酸鋰鋅的差熱-熱重曲線
 　　中國科學(xué)院新疆理化技術(shù)研究所新型光電功能材料研究團隊在設(shè)計合成新型紫外光學(xué)晶體材料方面進行了系統(tǒng)的探索研究，通過大量實驗，合成出具有新穎結(jié)構(gòu)特點的硼酸鹽Li6Zn3(BO3)4。該晶體結(jié)晶于三斜晶系P-1空間群，結(jié)構(gòu)中含有近平面排列的孤立BO3基團使其具有相對較大的雙折射率(0.065@1064 nm)。該結(jié)構(gòu)中首次報道了共面連接的LiO4四面體?？蒲腥藛T全面系統(tǒng)地總結(jié)了近100種含鋰硼酸鹽化合物，分析晶體結(jié)構(gòu)Li-O多面體特性，歸納了Li-O配位陰離子基團種類和基團間的配位方式。研究發(fā)現(xiàn)，由于LiO4四面體共面連接時Li-Li原子間存在較大的斥力，導(dǎo)致共面連接的LiO4四面體情況非常罕見。此外，科研人員通過相關(guān)性能測試發(fā)現(xiàn)，Li6Zn3(BO3)4在溫度290℃-360℃和650℃-770℃范圍有兩個可逆相變，是一種潛在的相變材料。
 　　該研究工作得到國家自然科學(xué)基金、新疆維吾爾自治區(qū)國際合作等的項目資助。
 　　編輯點評
 　　中國科學(xué)院新疆理化技術(shù)研究所新型光電功能材料研究團隊通過大量實驗，合成出具有新穎結(jié)構(gòu)特點的硼酸鹽，為設(shè)計合成新型光學(xué)晶體材料提供優(yōu)選體系，這是在光學(xué)晶體材料研究領(lǐng)域的一大重要突破，表明我國在科研探究方面的實力也在不斷提高，未來還將取得更多研究成果。