盐因其含有活性孤对电子而在二阶非线性光学晶体材料中占有非常重要的地位，但该类化合物的倍频系数一般比相应的亚碲酸盐和碘酸盐小得多。为提高其倍频系数，一般采用引入畸变八面体配位构型的d0-过渡金属阳离子如Ti4+、Nb5+、Mo6+等的方法，但这样的化合物组成与结构往往比较复杂，影响其大晶体的制备。 在国家基金委重点项目、重大研究计划培育项目以及中国科学院战略性先导科技专项等资助下，中科院福建物质结构研究所结构化学国家重点实验室研究员毛江高和副研究员孔芳领导的研究团队提出对一些已知高倍频系数的化合物进行不等价取代的方法来设计新的高性能倍频晶体的新思路。他们以BiOIO3（倍频系数为KDP的12.5倍）为母体化合物，以SeO32–取代IO3–并同时以F-取代O2–离子，在温和水热条件下以Bi2O3与HF和SeO2反应得到了BiFSeO3（空间群Pca21），其结构与母体化合物有相当程度的相似性，Bi3+和根的孤对电子产生协同极化作用，从而该化合物表现出很强的倍频效应，其粉末倍频系数为KDP的13.5倍，为盐中值。理论计算表明Bi3+和SeO32–基团对d31的贡献百分比分别为62.8%和37.1%，相关研究结果发表在J. Am. Chem. Soc.上（2016，138, 9433−9436; DOI: 10.1021/jacs.6b06680）。此前，该研究团队利用不等价取代策略，得到了倍频系数为9.6倍KDP的Pb2TiOF(SeO3)2Cl（Chem. Commun. 2013, 49, 9965−9967）和5倍KDP的Cs(TiOF)3(SeO3)2（Inorg. Chem., 2015, 54, 3875−3882）。这些研究工作为今后新型二阶非线性光学晶体材料的设计提供了新的策略和思路。
福建物构所盐倍频晶体设计与合成获进展 原创作者：上海elisa生物技术有限公司
