Angew：磷酸盐中π共轭阳离子：实现相位匹配的日盲紫外非线性光学晶体新途径
Nanoer-z
2025-06-07
尽管双折射相位匹配（PM）仍是非线性光学（NLO）频率转换最实用的方法，但传统磷酸盐晶体因固有低双折射率（Δn < 0.05）难以在日盲紫外区（λ < 280 nm）实现PM行为。鉴于此，中国科学院新疆理化技术研究所Jian Han等提出π共轭阳离子工程策略突破该限制，报道了两种亚磷酸基NLO晶体：(C2N4OH7)H2PO3（GUPO）和C(NH2)3H2PO3（GPO）。
本文要点：
（1）π共轭胍阳离子与[H2PO3]⁻阴离子的协同排列创造了破纪录的光学各向异性（GUPO的Δn = 0.19 @ 589.3 nm），超越所有已知无机磷酸盐。关键突破在于GUPO成为首个实现全波长PM的磷酸盐，其PM波长完全覆盖低至215 nm的光学透明窗口。同时GUPO展现出卓越的二阶谐波产生（SHG）响应（1064 nm处2.2倍KDP，532 nm处1.0倍β-BBO），有望直接产生266 nm激光。
（2）机理研究表明：巨大双折射源于阳离子间定向π-π相互作用，而SHG响应来自阳离子的协同极化。该工作确立了π共轭阳离子工程作为紫外NLO材料设计的新范式，GUPO晶体成为传统紫外NLO晶体廉价高效的新型替代品。
Guangsheng Xu, Xue Bai, Zhihua Yang, Jian Han, Shilie Pan, Angew. Chem. Int. Ed. 2025, e202510363.
https://doi.org/10.1002/anie.202510363
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