黑色氧集群具有超低的带间隙和增强的非线性光学性能
Mei-Yan Gao1,2, Zirui Wang1,3, Qiao-Hong Li1
1State Key Laboratory of Structural Chemistry, Fujian Institute of Research on the Structure of Matter, Chinese Academy of Sciences, Fuzhou, Fujian 350002, P. R. China.
Journal of the American Chemical Society
|April 27, 2022
概括
新的黑色氧集群 (B-TOCs) 呈现出极低的带间隙和显著的稳定性. 这些材料具有显著的第三级非线性光学特性,可用于光学限制应用.
科学领域:
- 材料科学
- 无机化学
- 纳米技术
背景情况:
- 氧集群 (TOC) 是一种具有多样性的材料.
- 开发稳定的低频段间隙材料对于先进的光学应用至关重要.
- 报告的非线性光学性质的同金属氧集群很少.
研究的目的:
- 合成和描述新型的有功能性的氧聚合物 (TOCs).
- 研究这些新材料的结构,电子和光学特性.
- 探索它们对非线性光学应用的潜力,特别是光学限制.
主要方法:
- 七个TOC的合成和表征 (PTC-271到PTC-277).
- 结构分析包括"船"和"椅子"结构的确定.
- 使用开放孔径Z扫描实验进行光学带间隙测量和第三阶非线性光学 (NLO) 性能评估.
- 理论计算以了解带隙和NLO响应之间的关系.
主要成果:
- 成功合成了原子精确的有功能性的TOC.
- 在黑色TOC (B-TOC,PTC-272到PTC-277) 中观察超低光带间隙.
- 在广泛的pH范围 (0-13) 中展示超稳定的结构和对各种溶剂的耐受性.
- 显著的第三级NLO性能和固态光学限制 (OL) 能力,PTC-273显示的最低正常传输率为~0.17.
- 较小的频段间隙和增强的NLO响应之间的相关性.
结论:
- 这项工作引入了一系列新的稳定,低带间隙的黑色氧化材料.
- 合成的B-TOC表现出有希望的第三阶段NLO特性和光学限制行为.
- 这些发现有助于理解用于光学应用的氧集群的结构属性关系.
