深紫外激光由于波長短、可進(jìn)行更高精度加工的優(yōu)點，在半導(dǎo)體光刻、激光光電子能譜儀和激光切割等高精尖技術(shù)領(lǐng)域具有應(yīng)用前景。18世紀(jì)90年代，研究發(fā)現(xiàn)了同時包含孤立硼酸根離子和硫酸根離子的硼鎂礬礦石，而含有B-O-S鍵的硼硫酸鹽到2012年才被首次報道，作為一類新穎的無機化合物，硼硫酸鹽的非線性光學(xué)性能鮮有研究。

中國科學(xué)院福建物質(zhì)結(jié)構(gòu)研究所結(jié)構(gòu)化學(xué)國家重點實驗室（“無機光電功能晶體材料”）研究員羅軍華團隊發(fā)現(xiàn)了一例新型硼硫酸鹽化合物L(fēng)iRb4[B(SO4)4]。非線性光學(xué)測試表明，該晶體在室溫下具有和KH2PO4相當(dāng)?shù)谋额l效應(yīng)并且能夠?qū)崿F(xiàn)相位匹配。同時，該晶體在室溫下能夠透光至190nm以下的深紫外波段，表明該晶體是一種全新結(jié)構(gòu)的深紫外非線性光學(xué)晶體。該團隊與北京大學(xué)研究員孫俊良、博士周鉦洋合作研究發(fā)現(xiàn)，該晶體在原位單晶X射線測試中，其衍射圖譜在室溫下和低溫下呈現(xiàn)出明顯的衛(wèi)星散射斑，表明該晶體具有非公度調(diào)制結(jié)構(gòu)。結(jié)構(gòu)解析表明，LiRb4[B(SO4)4]在室溫下和低溫下分別屬于X2（α0γ）0和P21（α0γ）0（3+1）維超空間群，它們的調(diào)制波矢q在300K時為0.1534（2）a*-0.2223（2）c*，在180K時為0.13005（12）a*-0.20584（14）c*。進(jìn)一步的結(jié)構(gòu)分析表明，LiRb4[B(SO4)4]的調(diào)制波矢主要起源于其平均結(jié)構(gòu)中[B(SO4)4]5-超四面體不同位置的橋氧原子。這一工作為研究非公度調(diào)制結(jié)構(gòu)的深紫外非線性光學(xué)材料提供了新機遇，相關(guān)研究成果發(fā)表在《德國應(yīng)用化學(xué)》上。

研究工作得到國家自然科學(xué)基金重點項目、國家杰出青年基金、中科院基礎(chǔ)前沿科學(xué)研究計劃“0到1”原始創(chuàng)新項目、中科院戰(zhàn)略性先導(dǎo)科技專項和國家自然科學(xué)基金面上項目、中科院青年促進(jìn)會優(yōu)秀會員項目及福建省“雛鷹計劃”的資助。

非公度調(diào)制結(jié)構(gòu)的硼硫酸鹽深紫外非線性光學(xué)材料