硫酸鹽具有寬的光學(xué)帶隙、短的紫外截止邊，成為光學(xué)晶體領(lǐng)域的重要研究對(duì)象。硫酸鹽基元近乎正四面體結(jié)構(gòu)具有高的對(duì)稱性，使其極化率各向異性較小，對(duì)晶體的雙折射幾乎沒有貢獻(xiàn)，阻礙了它們?cè)诠鈱W(xué)材料領(lǐng)域的應(yīng)用。受帶隙和雙折射平衡關(guān)系制約，亟待解決在保證寬帶隙的情況下提高材料雙折射問題。
中國(guó)科學(xué)院新疆理化技術(shù)研究所潘世烈團(tuán)隊(duì)提出了雙折射提升策略，通過配體取代優(yōu)化硫酸鹽基元的光學(xué)性質(zhì)，以實(shí)現(xiàn)寬帶隙和大雙折射的性能。這一策略打破了硫酸鹽基元的高對(duì)稱性，引入了不同基團(tuán)進(jìn)行配體取代。基于原始硫酸鹽基元的晶體工程配體取代研究涉及13種潛在模塊基元。與原始硫酸鹽單元相比，新模塊的各向異性得到提升，能夠滿足晶體工程設(shè)計(jì)目標(biāo)。為驗(yàn)證設(shè)計(jì)的優(yōu)越性，團(tuán)隊(duì)組裝了15種化合物并進(jìn)行了光學(xué)性能評(píng)估，其中9種晶體結(jié)構(gòu)為首次發(fā)現(xiàn)。實(shí)驗(yàn)中，研究生長(zhǎng)了厘米級(jí)尺寸的氨基磺酸氨基胍晶體，評(píng)估了其雙折射等光學(xué)性質(zhì)。研究發(fā)現(xiàn)，通過配體取代，這些衍生物的雙折射是對(duì)應(yīng)硫酸鹽的4至6倍；氨基磺酸氨基胍的雙折射約為硫酸鋰的35倍。
這一新范式通過策略性地裁剪硫酸鹽基元并實(shí)施配體取代調(diào)控光學(xué)性質(zhì)，提升了硫酸鹽衍生物晶體的雙折射。同時(shí)，新范式通過對(duì)微觀基元配體取代影響的預(yù)先評(píng)估，提高了高性能光學(xué)晶體設(shè)計(jì)的成功率，推進(jìn)了新型雙折射晶體的研發(fā)工作，為短波長(zhǎng)區(qū)域新型光學(xué)材料研究提供了新思路。
相關(guān)研究成果發(fā)表在ACS Central Science上。研究工作得到科學(xué)技術(shù)部、國(guó)家自然科學(xué)基金委員會(huì)、中國(guó)科學(xué)院等的支持。
論文鏈接
設(shè)計(jì)的新型化合物與原始化合物的雙折射性能比較示意圖
本文鏈接：科研人員提出增強(qiáng)硫酸鹽各向異性新范式http://www.sq15.cn/show-12-541-0.html
聲明：本網(wǎng)站為非營(yíng)利性網(wǎng)站，本網(wǎng)頁(yè)內(nèi)容由互聯(lián)網(wǎng)博主自發(fā)貢獻(xiàn)，不代表本站觀點(diǎn)，本站不承擔(dān)任何法律責(zé)任。天上不會(huì)到餡餅，請(qǐng)大家謹(jǐn)防詐騙！若有侵權(quán)等問題請(qǐng)及時(shí)與本網(wǎng)聯(lián)系，我們將在第一時(shí)間刪除處理。