雙折射是晶體材料對偏振光表現出各向異性折射率的重要光學性質，在集成光調制器、電光開關及非線性光學頻率轉換等現代光電技術中具有關鍵作用。硫酸鹽因其所含的[SO4]四面體基團具有寬能隙特點，被認為是深紫外光學材料的理想候選體系。然而，[SO4]四面體結構的極化率各向異性低，嚴重限制了硫酸鹽體系雙折射性能的進一步提升。
近期，中國科學院新疆理化技術研究所研究團隊將具有f0電子構型的稀土金屬Y3+離子引入傳統的堿金屬硫酸鹽中，成功設計并獲得AY(SO4)2和A3Y(SO4)3（A=K，Rb，Cs）六例化合物。
結構分析表明，Y3+形成了高度畸變的[YOn]多面體（n=7，8），與[SO4]四面體構建出維數可調的Y–O–S網絡結構。隨著堿金屬陽離子半徑增大，Y–O–S框架由三維逐漸降維為近似二維的層狀結構，顯著增強了結構的光學各向異性。理論計算表明，該系列化合物的雙折射在0.013–0.056@546nm之間，最高可達到對應的母體堿金屬硫酸鹽的25倍，優于絕大多數已報道的硫酸鹽深紫外雙折射晶體。同時，所有化合物均保持吸收邊低于200nm，滿足深紫外應用的需求。
該研究實現了深紫外硫酸鹽雙折射性能的大幅提升，為后續設計高性能硫酸鹽深紫外雙折射晶體、非線性光學晶體提供了重要參考。
相關研究成果發表在《材料化學》（Chemistry of Materials）上。研究工作得到國家自然科學基金、中國科學院青年交叉團隊項目、中國科學院戰略性先導科技專項及新疆維吾爾自治區重大科技專項等的支持。
論文鏈接
陽離子調控下的Y–O–S層狀結構實現雙折射的大幅提升
本文鏈接：硫酸鹽深紫外雙折射晶體研究取得進展http://www.sq15.cn/show-12-2088-0.html
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