基团优化策略构建超宽带隙类金刚石结构BaAl2MS6（M = Si, Ge）及其红外非线性光学性能研究

《Materials Today Chemistry》：BaAl 2MS 6 (M = Si and Ge): the rational construction of diamond-like structures with ultrawide band gap by group-optimization approach

本文通过基团优化策略，以AgGaS2为模板成功合成BaAl2MS6（M = Si, Ge）新型类金刚石结构晶体。该材料兼具超宽带隙（最高4.32 eV）、强二阶非线性效应（SHG，0.9×AGS）和高激光损伤阈值（LIDT，42×AGS），其三维框架结构与（Al/M）S4四面体单元协同作用，为开发高性能红外非线性光学（NLO）晶体提供了新范式。

　　

结果与讨论

通过固相反应在密封石英管中制备了BASS和BAGS多晶样品，其纯度经粉末X射线衍射（XRD）验证。图1所示的Rietveld精修结果显示拟合曲线与实验数据高度吻合（R_P值分别为0.02和0.07）。为探究材料热稳定性，在不同烧结温度下进行固相反应实验，结果表明...（此处省略具体数据描述）。

结论

基于基团优化策略成功获得BaAl₂SiS₆与BaAl₂GeS₆两种新型硫族化合物。其结构中引入高电正性碱土金属阳离子后形成缺陷类金刚石框架，展现出优异的线性与非线性光学特性：超宽带隙（分别为4.32 eV和3.58 eV）、强二阶非线性响应（SHG，分别为AGS的0.7倍和0.9倍）、高激光损伤阈值（LIDT，分别为AGS的42倍和27倍）及宽红外透射窗口（2.5-25 μm）。理论计算与光学性能测试表明，该系列材料是适用于高功率激光系统的理想红外非线性光学（NLO）晶体候选材料。