含6s2孤对电子的金属硼碘/硝酸盐非线性光学晶体的设计与合成

The nonlinear optical crystal is the key of the all-solid-state laser materials, which were widely used in laser technology, optical communications, optical data storage and optical signal processing. This project aims at introducing Pb2+ and Bi3+ ions with 6s2 lone pairs,[IO3]-,alkali metal and alkaline earth metals that have no absorption in Uv region, and planar triangle conjugated π [NO3]- into borate system. It is expected that the synergetic effects of lone pairs of electrons and π conjugated planar group will be helpful to give novel second-order nonlinear optical crystal materials. Calculations based on relevant theory and summary of the rule on structural control over these compounds will also be made. This project will find several new types nonlinear optical crystal materials with large nonlinear optical coefficient and excellent chemical and physical properties, which provides new ideas for the exploration of new inorganic nonlinear optical crystal material.

非线性光学晶体是全固态激光器的关键材料，广泛应用于激光技术、光学通讯、光学数据存储和光信号处理等方面。本项目在硼氧框架中引入其它非心基团以提高其性能的设计思想指导下，拟开展两方面的研究：(1)将同样具有共轭π体系的平面三角形的[NO3]-基团引入硼酸盐体系，结合含孤对电子的金属阳离子Pb2+和Bi3+以及紫外范围没有电子转移的碱金属及碱土金属，探索新型二阶非线性光学晶体材料；(2)将含孤对电子的金属阳离子Pb2+和Bi3+和含孤对电子的碘酸根基团IO3-，同时引入碱金属及碱土金属硼酸盐体系，尝试利用两类具有孤对电子效应的基团和平面π共轭的硼酸基团的有效协同，结合性能测试作相关理论计算，总结该类化合物的性能与结构的调控规律，筛选出具有大的非线性光学系数以及优良的物理化学性能的新型硼碘/硝酸铅铋非线性光学晶体材料，为探索新型无机非线性光学晶体材料提供新的思路。

非线性光学晶体是全固态激光器的关键材料，广泛应用于激光技术、光学通讯、光学数据存储和光信号处理等方面。本项目在硼氧框架中引入其它非心基团以提高其性能的设计思想指导下，开展了以下研究：将同样具有共轭π体系的平面三角形的[NO3]-基团和[CO3]2-基团引入非线性光学体系，结合含孤对电子的金属阳离子Pb2+和以及紫外深紫外范围没有电子转移的碱金属及碱土金属，成功合成了几例新型二阶非线性光学晶体材料；利用两类具有孤对电子效应的基团和平面π共轭的硼酸基团的有效协同，结合性能测试作相关理论计算，总结这几个化合物的性能与结构的调控规律，筛选出具有大的非线性光学系数以及优良的物理化学性能的新型硼碳酸/硝酸铅非线性光学晶体材料，为探索新型无机非线性光学晶体材料提供新的思路。.目前已在国际重要化学期刊发表SCI 收录论文11 篇，全部标注了基金号。所有文章申请人均为通讯作者。其中1 篇J. Am. Chem. Soc.、（国际一区）、5 篇Inorg. Chem.、1 篇Dalton Transactions、3 篇Inorganic Chemistry Communications、1 篇Journal of Solid State Chemistry；项目负责人王莉教授获得自治区青年科技创新人才培养工程“新疆杰出青年自然科学基金项目”。培养了6名研究生，圆满完成了该项目的预期目标。