含d10阳离子畸变多面体的锌、镉硼酸盐的设计合成及性能研究

Second-order nonlinear optical material has attracted great interest for its extensive use in information communication, image processing, and optical signal processing,but because of unstability of the physical properties and the difficulty in growth,the exploring of new optical materials is always in need. Our project aims at using alkaline metal, alkaline earth metal as template and introducing d10 cation Zn2+, Cd2+ to the borate clusters and further introducing d0 cation (lone pair of electrons contained cation) to the borate system under hydrothermal conditions. Then we will characterize the compound, explore their potential application value and study the second-order nonlinear contribution of different cations and borate polyhedra. We also should study the relationship between the structure and property and improve the react environment like the concentration, pH value, reaction time and temperature to get more compounds with novel structure and excellent properties.

非线性光学材料在信息通讯、图像处理、光信号处理等众多领域都具有极重要的应用价值，但由于晶体物化性能不稳定或生长困难，能够实用的晶体并不多。本项目拟通过无机阳离子碱金属、碱土金属做模板剂，在水热条件下合成新型含d10电子硼酸锌、硼酸镉化合物，并进一步引入d0或含孤对电子的阳离子，通过不同畸变阳离子间的协同效应，提高得到非心硼酸盐的概率。对得到的新化合物进行结构表征和性能挖掘，筛选出化合物的潜在应用价值；在对非心化合物进行非线性光学性质测试的基础上，通过理论计算研究硼氧多面体和金属多面体对非线性效应的贡献；通过实验总结反应条件和所得产物之间的对应关系，对已有合成条件进行调整，合成出结构更新颖、性能更出众的化合物。

非线性光学材料在信息通讯、图像处理、光信号处理等众多领域都具有极重要的应用价值，但由于晶体物化性能不稳定或生长困难，能够实用的晶体并不多，本项目主要进行新型非线性光学晶体的探索合成。主要研究内容分为以下三个方面，1）硼酸盐非线性光学晶体材料设计与合成；2）碱金属、稀土金属(复合氟)碳酸盐短波紫外非线性光学晶体材料设计与合成；3）锑基非线性光学晶体材料的设计合成与性能测试。除了重点进行硼酸盐非线性光学晶体的研究以外，我们进一步将研究体系扩展到了碳酸盐，锑基硫酸盐以及混合阴离子簇非线性光学晶体的设计合成，为后续工作的开展进行了初步可行性的探究。同时我们对得到的新化合物进行结构表征和性能挖掘，对化合物的潜在应用价值进行评估；在对非心化合物进行非线性光学性质测试的基础上，通过理论计算研究化合物的结构与性能之间的关系，对后续优秀化合物的寻找进行理论指导；通过实验总结反应条件和所得产物之间的对应关系，并在实验方法上进行一定的创新。在项目执行期间，研究成果均以论文形式在国外化学及材料类期刊发表。三年期间，以第一作者或通讯作者共发表SCI论文7篇。