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新疆理化所揭示倍频效应增益机制

由于Pb具有活性的孤对电子，利用其替代碱土金属硼酸盐中金属阳离子是一种增大材料倍频效应的有效方法。但并不是所有的Pb替代结构都可以使得材料倍频效应得到明显增益，是什么原因导致了离子替代前后倍频效应增益显著不同？ 针对上述问题，中国科学院新疆理化技术研究所特殊环境功能材料与器件重点实验室光电功能晶体材料团队通过第一性原理等方法系统研究了Pb-碱土金属替代硼酸盐结构性能关系，首次揭示了Pb-碱土金属替代致使倍频效应增益不同的微观机制，并据此设计合成出第一例非中心对称结构的含孤立BO3的铅硼酸盐。 科研人员定义了两种Pb与BO3基团的连接方式，即闭合式（closed）和开放式（opened）Pb-B-O环。分子轨道计算结果证明闭合的连接方式使得Pb的p轨道和BO3基团的π轨道杂化比开放式连接方式更强，所以会对非线性光学性质具有更显著的贡献，获得更大的倍频效应增益。结构分析发现仅含孤立BO3基团的结构会更易于形成期望的闭合式结构......阅读全文