Hacia una fuerte generación de segundo armónico UV-Vis-NIR por ingeniería de dimensión de tiocianatos de zinc

Área de la Ciencia:

• Ciencias de los materiales
• Química del estado sólido
• Óptica no lineal

Sus antecedentes:

• El control preciso de las orientaciones espaciales primitivas y los modos de conexión es crucial para los materiales ópticos no lineales (NLO), particularmente para la generación de segundas armonías (SHG) y la sintonización de brecha de banda óptica.
• Los métodos actuales carecen de control suficiente para diseñar materiales NLO de banda ancha eficientes.
• El aumento de dimensión puede alterar la polarización microscópica, ofreciendo una ruta potencial para mejorar las propiedades de NLO.

Objetivo del estudio:

• Proponer y demostrar una estrategia de aumento de la dimensión de cero dimensiones (0D) a tres dimensiones (3D) para lograr fuertes respuestas de SHG de banda ancha.
• Para sintetizar un nuevo material 3D pseudo-diamante tipo Zn ((SCN) 2).
• Investigar el impacto de la ingeniería de dimensionalidad en la eficiencia y el ancho de banda de SHG.

Principales métodos:

• Síntesis de 3D pseudo-diamante tipo Zn(SCN) 2 mediante la eliminación de SHG-inactivo [NH4] + contra cationes y moléculas de H2O desde el precursor 0D (NH4) 2Zn(SCN) 4·3H2O.
• Caracterización del material sintetizado mediante cálculos teóricos y análisis de la estructura cristalina.
• Evaluación de las respuestas SHG y la brecha de banda óptica en comparación con los materiales NLO establecidos.

Principales resultados:

• Síntesis exitosa de un pseudo-diamante en 3D llamado Zn{SCN}2.
• Respuestas SHG significativamente mejoradas y actividad de banda ancha eficiente (SHG@300-1050 nm) en comparación con el precursor 0D y los materiales de referencia como KH2PO4 y β-BaB2O4.
• La estructura de tipo diamante de Zn ((SCN) 2), con sus bloques de construcción conectados por enlaces de coordinación [Zn ((SCN) 4], se identifica como la fuente de sus respuestas gigantes de SHG de banda ancha.

Conclusiones:

• La estrategia de ingeniería de dimensionalidad de 0D a 3D es efectiva para lograr respuestas de SHG de banda ancha sólidas.
• El nuevo material 3D Zn ((SCN) 2) exhibe un rendimiento NLO superior, cubriendo las regiones UV a NIR.
• Este trabajo proporciona una nueva vía para el diseño de materiales NLO de banda ancha avanzados.