深紫外非線性光學(xué)晶體研究獲進(jìn)展

中國科學(xué)院理化技術(shù)研究所研究員林哲帥課題組開展了“類金剛石結(jié)構(gòu)改造工程”和“范德瓦爾斯結(jié)構(gòu)設(shè)計策略”，在深紫外非線性光學(xué)晶體的探索上取得了進(jìn)展?？蒲腥藛T通過對類金剛石結(jié)構(gòu)進(jìn)行結(jié)構(gòu)改造，構(gòu)建缺陷型類金剛石結(jié)構(gòu)、引入平面共軛基團(tuán)和引入羥基等策略，獲得了第一個羥基碳酸鹽深紫外非線性光學(xué)晶體——LiZn(OH)CO3。該材料同時具有寬的帶隙(Eg>6.5 eV)，強(qiáng)的倍頻響應(yīng)(≈3.2×KDP)和大的雙折射(Δn=0.147@1064 nm)，滿足了深紫外非線性光學(xué)晶體三個性能指標(biāo)。第一性原理計算評估顯示，LiZn(OH)CO3的相位匹配能力達(dá)到深紫外波段，其理論最短相位匹配波長在在190 nm以下，在已報道的碳酸鹽非線性光學(xué)材料中是最短的，是潛在的深紫外非線性光學(xué)材料。相關(guān)研究成果以LiZn(OH)CO3:ADeep-UltravioletNonlinearOpticalHydroxycarbonateDesignedfromDiamond-likeStructure為題，在線發(fā)表在AngewandteChemieInternationalEdition上論文第一作者為博士研究生劉曉萌，論文通訊作者為博士公丕富博士和研究員林哲帥。該研究將深紫外非線性光學(xué)材料的探索進(jìn)一步擴(kuò)展到羥基碳酸鹽體系，并指出類金剛石結(jié)構(gòu)可以同時具備寬的帶隙和大的倍頻效應(yīng)，為探索深紫外非線性光學(xué)材料提供了設(shè)計模板。