通过直接氯化中心对称的金属碘酸盐晶体制备金属氯化物-碘酸盐非线性光学材料

《Chemistry – A European Journal》：Metal Chloride-Iodate Nonlinear Optical Materials via Direct Chlorination of Centrosymmetric Metal Iodate Crystals

通过向中心对称晶体中加入Cl?诱导相变，成功合成三类NCS碘酸盐晶体，具有强二次谐波响应和高激光损伤阈值，为开发NCS晶体提供新途径

　　

摘要

非中心对称（NCS）晶体可能展现出许多有趣且重要的物理性质，并在科学和技术领域有广泛的应用，但与中心对称晶体相比，它们较为罕见。从已知的中心对称（CS）晶体制备NCS晶体在基础研究和应用方面都具有重要意义。本文提出了一种简单有效的策略：通过向CS晶体中加入适量的稀盐酸（HCl）使其发生直接反应，利用Cl^?阴离子这种结构导向剂来打破晶体的对称性，进而调控阴离子基团的取向和排列。最终成功合成了NCS碘酸盐家族化合物AM(IO₃)₃Cl（其中A = Rb, Cs；M = Al, Ga, Fe），这些化合物是通过Cl^?阴离子诱导的转化从母体CS化合物A₂M(IO₃)₄(H_0.5IO₃)₂和Cs₂Fe(HIO₃)(IO₃)₅制备得到的。值得注意的是，基于Al和Ga的化合物RbAl(IO₃)₃Cl、CsAl(IO₃)₃Cl和CsGa(IO₃)₃Cl具有强烈的二次谐波生成（SHG）效应（11.0–12.5 × KDP）、较大的带隙（4.00–4.17 eV）、较高的激光损伤阈值（LDTs）、较宽的透明波长范围，且易于生长出大尺寸晶体。这项工作为从CS晶体制备重要的NCS晶体提供了新的思路。

图形摘要

本文介绍了一种新的方法：结构导向剂阴离子能够有效调控极性碱性构建单元的取向，从而实现从中心对称到非中心对称的转变。最终合成了三种性能优异的非线性光学（NLO）晶体RbAl(IO₃)₃Cl、CsAl(IO₃)₃Cl和CsGa(IO₃)₃Cl。

利益冲突

作者声明不存在利益冲突。