混合金属碳酸作为深紫外线非线性光学材料
T Thao Tran1, Joshua Young2, James M Rondinelli2
1Department of Chemistry, University of Houston , 112 Fleming Building, Houston, Texas 77204-5003, United States.
Journal of the American Chemical Society
|December 27, 2016
概括
两种新的非中心对称混合金属碳酸,KMgCO3F和Cs9Mg6 ((CO3) 8F5,显示出深紫非线性光学应用的前景,其特性与碳酸单元结构有关.
科学领域:
- 材料科学
- 固态化学
- 光学学
背景情况:
- 非中心对称 (NCS) 混合金属碳酸是深紫外 (DUV) 非线性光学 (NLO) 应用的关键材料.
- 开发具有增强DUV NLO特性的新NCS材料对于先进的光学技术至关重要.
研究的目的:
- 合成和描述两个新的DUV NLO材料:KMgCO3F和Cs9Mg6(CO3) 8F5.
- 研究这些化合物的结构-性质关系和电子结构.
- 了解他们的NLO反应的起源.
主要方法:
- 合成和表征KMgCO3F和Cs9Mg6(CO3) 8F5.
- 晶体分析以确定空间组和结构特征.
- 在1064和532 nm进行第二波生成 (SHG) 测量.
- 紫外线-Vis吸收光谱测定吸收边缘
- 电子结构分析的第一原理密度函数理论 (DFT) 计算.
主要成果:
- 合成的KMgCO3F (空间组P6̅2m) 和Cs9Mg6(CO3) 8F5 (空间组Pmn21) 均被证实为NCS.
- KMgCO3F的SHG效率为120 × α-SiO2和0.33 × β-BaB2O4,而Cs9Mg6 ((CO3) 8F5的效率为20 × α-SiO2和0.10 × β-BaB2O4.
- 观察到KMgCO3F的吸收边长小于200nm,Cs9Mg6(CO3) 8F5的吸收边长小于208nm.
- DFT的计算显示,NLO反应受到碳酸盐单位的密度和对齐的影响.
结论:
- KMgCO3F和Cs9Mg6 ((CO3) 8F5是有前途的新的DUV NLO材料.
- 结构和电子特性,特别是碳酸盐单元的特性,决定了NLO的性能.
- 对AMCO3F材料的系统研究表明,较小的金属离子和较大的土金属离子可以提高SHG的效率.
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