深紫外非線性光學晶體研究獲進展

中國科學院理化技術研究所研究員林哲帥課題組開展了“類金剛石結構改造工程”和“范德瓦爾斯結構設計策略”，在深紫外非線性光學晶體的探索上取得了進展。科研人員通過對類金剛石結構進行結構改造，構建缺陷型類金剛石結構、引入平面共軛基團和引入羥基等策略，獲得了第一個羥基碳酸鹽深紫外非線性光學晶體——LiZn(OH)CO3。該材料同時具有寬的帶隙(Eg>6.5 eV)，強的倍頻響應(≈3.2×KDP)和大的雙折射(Δn=0.147@1064 nm)，滿足了深紫外非線性光學晶體三個性能指標。第一性原理計算評估顯示，LiZn(OH)CO3的相位匹配能力達到深紫外波段，其理論最短相位匹配波長在在190 nm以下，在已報道的碳酸鹽非線性光學材料中是最短的，是潛在的深紫外非線性光學材料。相關研究成果以LiZn(OH)CO3:ADeep-UltravioletNonlinearOpticalHydroxycarbonateDesignedfromDiamond-likeStructure為題，在線發表在AngewandteChemieInternationalEdition上論文第一作者為博士研究生劉曉萌，論文通訊作者為博士公丕富博士和研究員林哲帥。該研究將深紫外非線性光學材料的探索進一步擴展到羥基碳酸鹽體系，并指出類金剛石結構可以同時具備寬的帶隙和大的倍頻效應，為探索深紫外非線性光學材料提供了設計模板。