Schematisk illustration av att rekonstruera NLO-funktionellt motiv på ett parallellt sätt via polykatjon-substitution-inducerad CS-till-NCS transformationsstrategi. Kredit:Prof. GUOs grupp
Icke-linjära optiska (NLO) kristaller har en frekvensomvandlingsförmåga som är betydande för nationellt försvar och civila tillämpningar. Noncentrosymmetri (NCS) är en förutsättning för andra ordningens NLO-material, men att designa NCS-strukturer är en utmanande uppgift.
I en studie publicerad i Journal of the American Chemical Society , en grupp ledd av professor Guo Guocong vid Fujian Institute of Research on the Structure of Matter (FJIRSM) vid den kinesiska vetenskapsakademin, rapporterade två nya NCS salt-inklusion kalkogenider:ABa 2 Cl och Ga 4 S 8 (A =Rb, Cs), vilket är de första exemplen som uppnås genom polykatjon-substitution-inducerad centrosymmetri (CS)-till-NCS-transformation och NLO-funktionell motivordning.
Forskarna konstruerade [Ga 4 S 8 ] 4 - lager i RbGaS 2 genom apex-delning T2-supertetrahedra Ga 4 S 10 . Även om [Ga 4 S 8 ] 4 enheten är NLO-aktiv, RbGaS 2 kan inte producera verkningsgrad för den andra övertonen (SHG) eftersom den angränsande [Ga 4 S 8 ] 4 lager i sin struktur staplas i en rygg-mot-rygg-stil, vilket resulterar i en CS-rymdgrupp av C2/c och tar bort deras hyperpolariserbarhet.
Därför, forskarna lyckades ersätta Rb+ i RbGaS 2 med acentrisk polykatjon [ClA 2 Ba 3 ] 7 + via saltinneslutningssyntesmetoden, ger två nya NCS-sulfider, [ABa 2 Cl][Ga 4 S 8 ] (A =Rb, Cs).
De upptäckte att det ordnade arrangemanget av NLO-aktiva T2-supertetraedriska Ga 4 S 10 motiv som härrör från malleffekten av polykatjon [ClA 2 Ba 3 ] 7 + är ansvarig för de anmärkningsvärda SHG-intensiteterna (10,4–15,3× KH 2 PO 4 (KDP) vid 1064 nm; 0,9–1,0×AgGaS 2 vid 1910 nm).
Dessa experimentella resultat, tillsammans med höga laserinducerade skadetrösklar (11–12×AgGaS 2 ), brett genomskinligt fönster (0,4-12,3 μm), och fasmatchningsbart beteende, ange att [ABa 2 Cl][Ga 4 S 8 ] (A =Rb, Cs) lovar brett spektrum NLO-material som används i både Vis- och IR-regioner.
Denna studie ger ett effektivt tillvägagångssätt för att designa nya NLO-material.
