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新疆理化所在設(shè)計(jì)合成新型硼酸鹽光學(xué)晶體材料研究中獲進(jìn)展

2017-07-17 15:16:54 作者：本網(wǎng)整理來源：新疆理化技術(shù)研究所分享至：

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(jìn)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(jì)合成新型光學(xué)晶體材料的優(yōu)選體系。基于陰離子基團(tuán)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(gè)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。

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(tuán)隊(duì)在設(shè)計(jì)合成新型紫外光學(xué)晶體材料方面進(jìn)行了系統(tǒng)的探索研究，通過大量實(shí)驗(yàn)，合成出具有新穎結(jié)構(gòu)特點(diǎn)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(tuán)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(bào)道了共面連接的LiO4四面體。科研人員全面系統(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(tuán)種類和基團(tuán)間的配位方式。研究發(fā)現(xiàn)，由于LiO4四面體共面連接時(shí)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(gè)可逆相變，是一種潛在的相變材料。

相關(guān)研究成果作為封面文章發(fā)表在《無機(jī)化學(xué)前沿》（Inorganic Chemistry Frontiers）上。

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(xiàng)目資助。