新疆理化所在羥基化平面型硼氧基元組裝設計深紫外雙折射晶體取得進展

  雙折射晶體在光通信和激光工業中對偏振光的調制起著重要的作用。目前為止,盡管有數種雙折射晶體已商業化應用,但可應用于深紫外波段的雙折射晶體仍十分有限,深紫外雙折射晶體的發展仍然面臨著嚴峻的挑戰。 

  通常實現晶體大雙折射的方法主要有:金屬陽離子增益(引入易產生二階Jahn-Teller效應和高極化的d10金屬陽離子等)和功能陰離子基團增益(引入具有大的極化率各向異性的平面型功能基團,如[BO3]、[B3O6]、[CO3]、[NO3]等)。其中,硼酸鹽具有短的紫外截止邊,在深紫外區透過有獨特的優勢,因此聚焦硼酸鹽基雙折射晶體材料和尋找新的性能優異的硼酸鹽功能基團對設計和發展深紫外雙折射晶體有重大意義。 

  新疆理化技術研究所新型光電功能晶體材料團隊一直致力于硼酸鹽新型紫外、深紫外光學晶體的研究。近日,該團隊提出羥基化的平面型π共軛的[B(OH)3][B3O3(OH)3]可作為一種高效的雙折射活性基團用于設計深紫外雙折射晶體材料。通過將氫原子引入到[BO3][B3O6]基團中,有利于消除[BO3][B3O6]基團中終端氧原子的非鍵態,增大HOMO-LUMO帶隙;其次,羥基的引入使[BO3][B3O6]基團中離域π軌道上的π電子更加彌散,有利于增大微觀基團的極化率各向異性;此外,[B(OH)3][B3O3(OH)3]基團作為中性分子具有相似的配位環境和空間構型,這有利于它們在結構構筑中呈現自由靈活的組裝模型。 

  基于該功能基團通過合理設計與組裝,該團隊首次合成了四例新的羥基硼酸鹽Cs3[B(OH)3]2Cl3 (CBHC-I)、CsB3O3(OH)3Cl (CBHC-II)、Cs[B(OH)3][B3O3(OH)3]Cl (CBHC-III)Rb3[B(OH)3][B3O3(OH)3]2Cl3 (RBHC),在它們的結構中,[B(OH)3][B3O3(OH)3]功能基團都呈現出非常一致的共平面排列,這有利于產生大的雙折射率(0.057-0.123@532 nm)。此外,這些化合物采用傳統的水溶液法制備,合成條件溫和(溶劑揮發法,低于80 oC),并表現出短的深紫外截止邊(180 nm)。研究結果表明,基于π共軛的[B(OH)3][B3O3(OH)3]功能基團的靈活組裝為設計合成新的深紫外雙折射晶體材料提供新的思路。 

  相關研究成果以VIPVery Important Paper)的形式發表在《德國應用化學》(Angewandte Chemie International Edition)上。新疆理化技術研究所為唯一完成單位,潘世烈研究員和張敏研究員為通訊作者,博士研究生焦佳豪和程孟為第一作者。該研究工作得到中科院青促會,國家自然科學基金,自治區重大專項等項目的資助。 

  文章鏈接:https://doi.org/10.1002/anie.202205060 

1 [BO3]、[B(OH)3]、[B3O6][B3O3(OH)3]基團的極化率各向異性和HOMO-LUMO帶隙

2 CBHC-I、CBHC-II、CBHC-IIIRBHC的晶體結構

24小时韩国高清免费看下载,一级a做一级a做片性视频呀,18禁黄污辣h文