逆境中长出的“中国牌”晶体

2009年2月,国际期刊《自然》发表题为《中国晶体——藏匿的珍宝》的采访调研文章,认为中国禁运氟代硼铍酸钾晶体(KBBF),将对美国功能晶体相关领域的研究和发展产生严重影响,并断言“其他国家在晶体生长方面的研究,还无法缩小与中国的差距”。该文的缘起是中国2007年正式宣布停止对外提供KBBF,美国人不惜重金请求购买或邀请相关中国专家去美国工作,都被严词拒绝。中国科学家用国际领先的自主创新成果在高技术领域对美国说“不”。从20世纪60年代开启理论研究,到80年代研制出低温相偏硼酸钡晶体(BBO)、三硼酸锂晶体(LBO),再到90年代研制出KBBF,中国科学院福建物质结构研究所(以下简称福建物构所)等单位的科学家,打破了中国在晶体生长领域仿制、跟跑的局面,让“中国牌”晶体闪耀世界。几十年过去了,“中国牌”晶体这个“老字号”更显创新活力。很难想象,当年研发“中国牌”晶体的科学家们经历了怎样的奋斗历程。不跟在外国人后面走材料是人类社会进......阅读全文

福建物构所光致形变晶体材料研究取得进展

  能量输入诱导做功是一个广泛研究的重要科学问题。面对日益严重的环境污染,如何有效利用可再生能源来实现能量到功的转化激发了科学家对新兴能量转换材料研究的兴趣。光诱导形变材料由于具有远程、快速以及空间可探测的特点,能有效地将光能转化为机械能,从而在光做功领域具有重要的潜在应用。目前为止,虽有为数不多的

福建物构所深紫外非线性光学晶体研究取得进展

  深紫外(λ<200 nm)非线性光学(NLO)晶体是全固态激光器输出深紫外激光的关键元件。目前,仅有KBe2BO3F2(KBBF)晶体实现了Nd:YAG的直接六倍频深紫外激光(波长=177.3 nm)输出。KBBF晶体拥有优异的光学性能,但其晶体的层状习性、原料剧毒等制约了更广泛地应用。设计合成

福建物构所无金属紫外非线性光学晶体研究获进展

  非线性光学晶体因其频率转换性能广泛应用于扩展激光光源的频率。而对于紫外波段的激光光源的迫切需求,使得探索新一代的性能更加优异的紫外非线性光学晶体成为当前研究的重点和热点。  中国科学院福建物质结构研究所中科院光电材料化学与物理重点实验室叶宁课题组在中科院战略性先导科技专项(B类)、国家自然基金重

福建物构所短波紫外非线性光学晶体研究获进展

  非线性光学(NLO)晶体是全固态激光器的核心部件之一。探索兼具大的倍频效应和短的相位匹配截止波长的短波紫外非线性光学晶体,是一项较有挑战性的课题。  中国科学院福建物质结构研究所光电材料化学与物理重点实验室叶宁课题组基于功能基元替换的思想,以平面三角形基团[CO3]2-和四面体基团ZnO2(OH

福建物构所深紫外非线性光学晶体材料研究获进展

  深紫外激光具有波长短、光子能量高等优点,因而在高分辨率成像、光谱应用、微细加工等诸多领域具有重要的应用价值,利用深紫外非线性光学晶体进行变频是获得深紫外激光的主要手段。我国是唯一掌握相关深紫外全固态激光技术的国家,KBe2BO3F2 (KBBF)是目前唯一实际可直接倍频产生深紫外激光的非线性光学

福建物构所深紫外非线性光学晶体材料研究获进展

  深紫外激光具有波长短、光子能量高等优点,因而在高分辨率成像、光谱应用、微细加工等诸多领域具有重要的应用价值,利用深紫外非线性光学晶体进行变频是获得深紫外激光的主要手段。我国是唯一掌握相关深紫外全固态激光技术的国家,KBe2BO3F2 (KBBF)是目前唯一实际可直接倍频产生深紫外激光的非线性光学

福建物构所分子基相变晶体材料研究获新进展

  由于分子运动引起的相变晶体材料具有广泛的应用,尤其是介电可调的相变化合物可用于数据通信、信号处理和传感、可檫写的光学数据储存等。最近,虽然基于电荷转移的有机共轭发色团基元被报道用于构筑可逆相变化合物和铁电晶体材料,但是其中的微观相变机制和伴随的固¾固相变机理还有待进一步研究。  

福建物构所深紫外非线性光学晶体材料研究获进展

  深紫外激光具有波长短、光子能量高等优点,因而在高分辨率成像、光谱应用、微细加工等诸多领域具有重要的应用价值,利用深紫外非线性光学晶体进行变频是获得深紫外激光的主要手段。优良的深紫外非线性光学晶体既要具有大的非线性光学效应,又要具有短的紫外吸收边,而这两种性能在某种程度上是相互冲突的,这就需要在两

福建物构所深紫外非线性光学晶体材料研究获进展

  深紫外激光具有波长短、光子能量高等优点,因而在高分辨率成像、光谱应用、微细加工等诸多领域具有重要的应用价值,利用深紫外非线性光学晶体进行变频是获得深紫外激光的主要手段。优良的深紫外非线性光学晶体既要具有大的非线性光学效应,又要具有短的紫外吸收边,而这两种性能在某种程度上是相互冲突的,这就需要在两

福建物构所极化快速翻转铁电晶体材料研究获进展

  铁电体是一类重要的极性光电功能材料,表现出丰富的非线性光学、压电、热释电、铁电和光伏等性能,其本质特征是自发极化在外电场作用下发生反转。近年来,铁电分子化合物受到了人们的广泛关注,逐渐发展为传统无机铁电陶瓷的一类重要补充材料。然而,如何实现自发极化的快速反转是当前分子铁电材料研究所需要解决的一个

福建物构所在非线性光学晶体材料研究中取得系列进展

  非线性光学(NLO)晶体材料在现代激光科学与技术中占有重要地位。BO3平面基元作为优秀的非线性光学构筑基元被用来设计和合成了系列优秀的非线性光学晶体材料,NO3因其共轭平面结构也被公认为是构筑NLO材料的理想结构单元之一。然而,硝酸盐因非常容易溶于水,使得发展该类化合物作为NLO晶体材料遇到瓶颈

福建物构所磷属红外非线性光学晶体研究获进展

  红外非线性光学晶体能够通过频率转换作用,产生中红外可调谐激光。目前,红外非线性光学晶体的应用主要有硫镓银、硒镓银和磷锗锌,但是由于其存在的缺陷,已不能满足运用需要。因此,急需探索性能更优异的中红外非线性光学材料。磷属化合物非线性光学材料通常展现出较大倍频系数及较高热导率,因此,磷属化合物是合适的

福建物构所极化快速翻转铁电晶体材料研究获进展

  铁电体是一类重要的极性光电功能材料,表现出丰富的非线性光学、压电、热释电、铁电和光伏等性能,其本质特征是自发极化在外电场作用下发生反转。近年来,铁电分子化合物受到了人们的广泛关注,逐渐发展为传统无机铁电陶瓷的一类重要补充材料。然而,如何实现自发极化的快速反转是当前分子铁电材料研究所需要解决的一个

福建物构所铁电半导体光电晶体材料研究获进展

  极性晶体作为光电功能材料的重要组成部分,在非线性光学、压电器件、热释电探测器和铁电信息存储等方面有着广阔的应用前景。其中自发极化是极性晶体材料的本质核心,设计组装具有强极化效应的化合物是研制光电功能晶体材料的有效途径。  中国科学院福建物质结构研究所结构化学国家重点实验室和中科院光电材料化学与物

福建物构所分子基铁电晶体材料研究获新进展

  铁电晶体是在居里温度以下电偶极子自发排列形成电畴,并可以随外加电场而使自发极化反向的一种材料。有极轴且无对称中心是铁电体的必要条件,因此,居里温度以下的铁电体必然也具有压电性。铁电材料对电信号表现出高介电常数,对温度改变表现出大的热释电响应,在应力或声波作用下具有强的压电效应和声光效应,在强电场

福建物构所铁电半导体光电探测晶体材料研究获进展

  铁电材料是一类特殊的极性化合物,基于自发极化效应表现出优良的非线性光学、压电、热释电和铁电等性能,在信息存储、红外探测、声表面波和集成光电器件等领域有着重要应用,特别在光辐照下材料内部将出现非平衡载流子的激发,诱导电子云结构发生不对称变化,从而诱导宏观极化产生许多新的现象,如反常光伏效应、光折变

福建物构所自驱动光电探测铁电晶体材料研究获进展

  新一代光电探测器件中,外置电源一直是制约系统性能与器件小型化的关键瓶颈。因此,无需电源模块的自驱动光电探测在下一代便携式、节能光电器件中展现出广阔的应用前景。相比于传统的p-n结/异质结半导体材料,铁电材料提供了一种简单有效实现自驱动光电探测的方式。光辐射下,单相铁电材料内部产生光生电子空穴对,

福建物构所碘硼酸盐非线性光学晶体材料研究获进展

  硼酸盐体系长期以来都是无机非线性光学晶体材料的研究热点,其中BBO(β-BaB2O4)和LBO(LiB3O5)晶体材料得到商业化的生产及应用。   该类材料具有较大的倍频效应源自于其扭曲的平面环状硼氧阴离子基团所具有的非对称性的电子分布特征。在对硼氧框架中引入其它非对称性基团以提高其性能的设计

福建物构所氰尿酸盐紫外非线性光学晶体材料研究获进展

  非线性光学晶体因其频率转换性能广泛应用于扩展激光光源的频率。而对于紫外波段的激光光源的迫切需求,使得探索新一代性能更加优异的紫外非线性光学晶体成为当前研究的重点和热点。  中国科学院福建物质结构研究所光电材料化学与物理重点实验室叶宁课题组在国家杰出青年基金、国家自然基金重大计划、中科院战略性先导

福建物构所光谱选择性响应铁电晶体材料研究获进展

  铁电材料具有丰富的非线性光学、压电、热释电、铁电和光伏等性能。最近,无机-有机杂化铁电材料因其在光电领域中潜在的应用而备受关注。现有的杂化铁电材料受限于其带隙结构,往往表现出的都是宽光谱光响应。然而,鉴于波段选择探测在监测、荧光显微及国防中的重要应用,如何实现光谱选择性光响应是目前无机-有机杂化

福建物构所高显色指数白光铁电晶体材料研究获进展

  作为功能材料的一个重要分支,发光铁电体对于平板显示器、场发射显示器 (FED) 等技术应用极其重要。迄今为止,发光铁电大部分工作都集中在通过在无机铁电陶瓷中掺杂稀土离子来实现,存在相分离、色分离和自吸收等问题。而在单组份的铁电材料体系中,发光铁电体特别是具有高显色指数白光发射的铁电材料尚未发现。

福建物构所二维铁电光电探测晶体材料研究获进展

  钙钛矿铁电体是一类重要的极性光电功能材料,在非线性光学、热释电探测和铁电信息存储等领域有着广阔的应用前景。近年来,纯无机钙钛矿(CsPbX3, X = Cl, Br, I)因在太阳能电池、发光二极管以及激光等方面展现优异的性能而备受关注,然而,其相应的铁电性能仍需进一步深入探索和研究。  中国科

福建物构所磷酸盐深紫外非线性光学晶体材料研究获进展

  深紫外激光由于其波长短、能量高,在微观探测、微区记录等领域都有极其重要的用途。深紫外激光的产生主要依赖于频率转换器件材料即深紫外非线性光学晶体的变频能力。目前,中国是当今世界上唯一掌握深紫外全固态激光技术的国家,深紫外非线性光学晶体研究主要围绕硼酸盐体系开展,而得到实际应用的深紫外非线性光学晶体

福建物构所金属磷酸盐倍频晶体的设计与合成研究获进展

  金属磷酸盐NLO晶体具有深紫外透过、较高的热稳定性以及易于大尺寸晶体生长的特性。在该体系中,利用磷酸根的缩合、引入强畸变的d0-TM(过渡金属)多面体以及引入易于极化的阳离子框架(Cd2+、 Pb2+、Bi3+等)等设计策略,无机材料学家们获得了一系列磷酸盐非线性光学晶体材料。其中,KH2PO4

闪烁中国智慧的BGO晶体

▲不同形状、尺寸的BGO晶体、阵列和探测器件。▲上海硅酸盐所研制和生产的 1.2 万余根大尺寸、高质量 BGO 晶体成功应用于 CERN 正负电子对撞机的电磁量能器。▲L3实验用24厘米长大尺寸BGO单晶研究团队。▲殷之文(右二)陪CERN负责人参观上海硅酸盐所陈列室。▲60厘米长大尺寸BGO晶体研

中国科大等在新型碳基晶体研究方面取得重要进展

  1月12日,中国科学技术大学化学与材料科学学院材料科学与工程系、合肥微尺度物质科学国家研究中心朱彦武团队在《自然》杂志上发表研究论文,报道了在常压条件下通过化学电荷注入技术,将富勒烯C60分子晶体转变为聚合物晶体和长程有序多孔碳(LOPC)晶体的相关进展。LOPC晶体是由C60分子之间通过共价键

逆境中长出的“中国牌”晶体

2009年2月,国际期刊《自然》发表题为《中国晶体——藏匿的珍宝》的采访调研文章,认为中国禁运氟代硼铍酸钾晶体(KBBF),将对美国功能晶体相关领域的研究和发展产生严重影响,并断言“其他国家在晶体生长方面的研究,还无法缩小与中国的差距”。该文的缘起是中国2007年正式宣布停止对外提供KBBF,美国人

福建物构所亚硒酸盐倍频晶体设计与合成获进展

  亚硒酸盐因其含有活性孤对电子而在二阶非线性光学晶体材料中占有非常重要的地位,但该类化合物的倍频系数一般比相应的亚碲酸盐和碘酸盐小得多。为提高其倍频系数,一般采用引入畸变八面体配位构型的d0-过渡金属阳离子如Ti4+、Nb5+、Mo6+等的方法,但这样的化合物组成与结构往往比较复杂,影响其大晶体的

福建物构所锗(硅)酸盐倍频晶体设计与合成获进展

  金属锗酸盐通常作为闪烁晶体(BGO)和毫米器件被报道。将Ge、Si引入到硼酸盐中,无机材料学家们获得了一系列硼锗、硼硅酸盐非线性光学晶体材料。研究人员发现很多含孤对电子(Pb2+、Bi3+等)的非心锗酸盐、硅酸盐有着较高的对称性甚至立方结构导致其极化率低以及各向异性小,因此多数已有的锗(硅)酸盐