深紫外非线性光学晶体研究获进展

中国科学院理化技术研究所研究员林哲帅课题组开展了“类金刚石结构改造工程”和“范德瓦尔斯结构设计策略”，在深紫外非线性光学晶体的探索上取得了进展。科研人员通过对类金刚石结构进行结构改造，构建缺陷型类金刚石结构、引入平面共轭基团和引入羟基等策略，获得了第一个羟基碳酸盐深紫外非线性光学晶体——LiZn(OH)CO3。该材料同时具有宽的带隙(Eg>6.5 eV)，强的倍频响应(≈3.2×KDP)和大的双折射(Δn=0.147@1064 nm)，满足了深紫外非线性光学晶体三个性能指标。第一性原理计算评估显示，LiZn(OH)CO3的相位匹配能力达到深紫外波段，其理论最短相位匹配波长在在190 nm以下，在已报道的碳酸盐非线性光学材料中是最短的，是潜在的深紫外非线性光学材料。相关研究成果以LiZn(OH)CO3:ADeep-UltravioletNonlinearOpticalHydroxycarbonateDesignedfromDiamond-likeStructure为题，在线发表在AngewandteChemieInternationalEdition上论文第一作者为博士研究生刘晓萌，论文通讯作者为博士公丕富博士和研究员林哲帅。该研究将深紫外非线性光学材料的探索进一步扩展到羟基碳酸盐体系，并指出类金刚石结构可以同时具备宽的带隙和大的倍频效应，为探索深紫外非线性光学材料提供了设计模板。