非线性光学晶体材料在激光频率变换、信息通讯、图像处理、光信号处理及光运算等众多领域都具有十分重要的应用。许多性能优异的非线性晶体材料在光学、通讯、医疗、军事等方面已经得到广泛应用。然而技术的创新和发展对非线性光学晶体材料建议了更多、更高的物理、化学性能的条件，因此探索和研究新型非线性晶体材料仍然是当前社会发展的一个迫切条件。
张献明教授结合社会创新和技术发展的需求，果断建议开展无机非线性光学晶体的研究和探索，陈义刚博士等研究人员以紫外可见光区激光变频晶体材料作为研究突破口，经过将近四年的持续投入和不懈探索，初步敲开了本领域研究的一扇门。
陈义刚、邢美玲等人以极化的PO4四面体作为阴离子构筑骨架，引入在紫外区透光的碱金属离子Cs+和碱土金属离子Mg2+，利用高温熔融技术成功合成了毫米级的非线性光学晶体Cs6Mg6(PO3)18(Figure 1)，研究发现该变频晶体材料透光低于190 nm,达到了深紫外透光区，而且材料的热稳定性超过800℃，初步展示了深紫外变频晶体的应用特征，相关工作发表在美国Inorganic Chemistry上，链接如下：
http://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/acs.inorgchem.6b02303
紧接着陈义刚、杨楠等人开展难度很高的三种极性构筑单元非线性晶体的设计研究，将TeO6, NO3, 和PbOn三种基团成功结合在一起，得到了紫外可见光区的变频晶体Pb9Te2O13(OH)(NO3)3(Figure 2)，分析发现该材料展示一种罕见的类金刚石阴离子拓扑结构，有趣的是该材料的变频极性不是来自传统上的本征偶极矩，而是来自于晶格热振动引起的结构畸变，这为进一步设计非线性晶体提供了另一种思路，相关工作发表在美国Inorganic Chemistry上，链接如下：
http://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.inorgchem.7b00647
本课题得到了中组部万人计划，国家杰出青年基金，山西省重点学科基金的资助。中科院福建物构所刘鹏飞博士，北京理化所姜兴兴博士以及安阳工学院郭尧博士给予了理论计算方面的支持和帮助。感谢师大分析测试中心在测试方面给予的支持。
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