Il-kristalli ottiċi mhux lineari infra-aħmar (NLOCs), bħala apparat ewlieni għall-konverżjoni tal-frekwenza tal-lejżer, għandhom applikazzjonijiet importanti fil-lejżers ta 'stat solidu kollu. Il-kristalli ottiċi mhux lineari kummerċjali kurrenti IR jinkludu prinċipalment komposti tat-tip chalcopyrite komposti minn gruppi tetrahedral, bħal AgGaS2 (AGS), AgGaSe2 u ZnGeP2 (ZGP). Madankollu, minħabba d-difetti tal-prestazzjoni intrinsiċi rispettivi tagħhom, dawn il-materjali ma jistgħux jibqgħu jissodisfaw għal kollox it-talbiet tal-iżvilupp attwali tat-teknoloġija tal-laser infra-aħmar. Għalhekk, hemm ħtieġa urġenti għad-disinn ta 'materjali ottiċi mhux lineari infra-aħmar ġodda bbażati fuq motifi ġodda jew strateġiji ġodda biex jinkisru l-limitazzjonijiet tal-proprjetajiet materjali eżistenti u jiksbu materjali ottiċi infra-aħmar mhux lineari ġodda ta' prestazzjoni għolja bi strutturi ġodda.
Iċ-Ċentru ta 'Riċerka tal-Materjali tal-Kristall ta' Xinjiang Istitut tat-Teknoloġija Fiżika u Kimika, l-Akkademja Ċiniża tax-Xjenzi ġie ddedikat għar-riċerka ta 'kristalli funzjonali optoelettroniċi ġodda. Studji preċedenti wrew li l-merkurju għandu konfigurazzjoni elettronika unika, li twassal għall-formazzjoni ta 'jonji Hg2+ polarizzati ħafna, li jirriżultaw f'rispons ottiku mhux lineari sinifikanti. Sadanittant, Hg għandu forom ta 'koordinazzjoni abbundanti u jista' jifforma radikali lineari [HgSe2], planari [HgSe3] u trijangolari-konika [HgQ4] (Q=S, Se) radikali attivi mhux lineari fil-proċess ta 'rbit ma' elementi tal-kubrit. Minħabba l-limitazzjoni tal-ħames regola tal-Bowling (regola tal-iffrankar), ħafna mill-komposti tal-kubrit ibbażati fuq Hg sintetizzati minn qabel fihom biss motif reattiv mhux lineari wieħed, u l-komposti komposti minn [HgQ4] tetrahedra huma predominanti, li jillimitaw il-kimika u l-istruttura diversità tal-komposti bbażati fuq Hg. Fuq il-bażi ta 'riċerka preċedenti, it-tim ta' riċerka mmexxi mir-riċerkatur Pan Shilie u r-riċerkatur Li Junjie fiċ-Ċentru ta 'Riċerka tal-Materjali tal-Kristall ta' Xinjiang Istitut tal-Fiżika u Kimika, Akkademja Ċiniża tax-Xjenzi, ippropona strateġija ta 'disinn "tliet f'wieħed" f' is-sistema ta' komposti tal-kubrit ibbażati fuq Hg, jiġifieri, tliet tipi ta' anisotropiji ta' polarizzabbiltà mhux lineari attivi iżda differenti ta' ［HgQn] (n=2, 3, 4) gruppi f'tentattiv biex tkisser il-limitazzjoni tal-"iffrankar regola" f'kompost wieħed, u sintetizzat l-ewwel materjal ottiku infra-aħmar mhux lineari Hg7P2Se12 (HPSe), li fih [HgSe2], [HgSe3], u [HgSe4] fl-istess ħin. Il-kompost juri rispons kbir ta 'ottava tat-tieni ordni (~1 × AGS) taħt sors ta' dawl b'żewġ mikrometri, u l-kristall għandu cutoff infrared wiesa '(~22.8 μm) u limitu għoli ta' ħsara tal-laser (~2 × AGS), jissuġġerixxi li l-ksur tar-"regola tal-konservazzjoni" u ż-żieda tad-diversità tal-gruppi hija strateġija effettiva għad-disinn. Dan jissuġġerixxi li t-tkissir tar-"regola tal-iffrankar" u ż-żieda tad-diversità tal-gruppi hija strateġija effettiva għat-tfassil ta 'materjali ottiċi mhux lineari infra-aħmar ġodda bi struttura ġdida u prestazzjoni eċċellenti. Dan ir-riżultat se jispira lir-riċerkaturi biex jesploraw aktar materjali ottiċi infra-aħmar mhux lineari ġodda b'prestazzjoni komprensiva eċċellenti.
Ir-riżultati tar-riċerka ġew ippubblikati fit-test sħiħ f'Materjali Funzjonali Avvanzati minn Wiley, bl-Istitut Xinjiang tal-Fiżika u t-Teknoloġija Kimika (XICT) bħala l-unika unità ta 'tlestija, Shiliu Pan u Junjie Li bħala l-awturi korrispondenti, u sħabi postdottorat Yu Chu u student tad-dottorat Hongshan Wang bħala l-ko-ewwel awturi. Ix-xogħol ta 'riċerka kien iffinanzjat mill-Programm Talent tal-Akkademja tax-Xjenzi Ċiniża, Fondazzjoni Nazzjonali tax-Xjenza Naturali taċ-Ċina u Fondazzjoni tax-Xjenza Naturali tar-Reġjun Awtonomu ta' Xinjiang.
Figura 1 Struttura u proprjetajiet ottiċi tal-kristalli HPSe. (a) Mudelli XRD ta' kristalli singoli HPSe (il-figura mdaħħla hija ritratt ottiku ta' HPSe); (b)? Mudelli ta 'trażmissjoni IR ta' kristalli singoli HPSe, AGS, u ZGP (il-figura mdaħħla hija ritratt ottiku ta 'HPSe, AGS, u ZGP); (c) effett ta' l-irduppjar tat-trab tal-kampjuni HPSe; (d) spettri ta' trażmissjoni UV ta' kristalli singoli HPSe; u (e) selenide tipiku IR mhux lineari Analiżi statistika tal-firxa ta' trażmissjoni ottika ta' materjali ottiċi. fejn il-kulur blu jirrappreżenta r-reġjun ta 'trasmittanza għolja.
