基于氟化功能基团的d0过渡金属氟氧化物中红外非线性光学材料设计研究(英文)

作者：黄君本; 郭思茹; 张志忠; 杨志华^*; 潘世烈^*

来源：Science China-Materials, 2019, 62(12): 1798-1806.

红外非线性光学晶体在光电器件、资源勘探和长距离激光通讯等领域具有极其重要的应用,因此探索性能优异的新型红外非线性光学晶体材料已成为该领域的一个重要方向.当前,该领域面临的主要挑战之一是如何实现宽带隙和大倍频效应之间的平衡.本文中,我们提出一种设计策略,即引入d0过渡金属的氟化功能基团作为活性基元,设计中红外非线性光学晶体材料.通过对含d0过渡金属氟氧化物的系统研究,我们探索了这类氟化功能基团对带隙和倍频响应的影响机制.研究发现d0过渡金属的氟化功能基团有利于产生较大的带隙.基于第一性原理计算,我们分析了碱金属/碱土金属d0过渡金属氟氧化物的光学性能,它们具有宽的带隙(>3.0 e V)和大的双折射率(>0.07),其中2个分别含W和Mo的氟氧化物也呈现了较强的倍频效应.此外,我们对比分析了其他氟化功能基团,发现在基本构筑基元中引入氟离子有利于光学性能的提升.由此说明,这种具有优异氟化功能基团的d0过渡金属氟氧化物,可以作为探索新型中红外非线性光学的潜在体系.

• 单位
  中国科学院大学