波長短于200 nm的深紫外激光具有能量分辨率高、光譜分辨率高、光子通量密度大等特點，在激光光刻、激光微加工、先進科學儀器等方面頗具應用價值。作為全固態激光器輸出深紫外激光的關鍵材料，深紫外非線性光學晶體新材料的制備探索一直是前沿課題。 

　　中國科學院新疆理化技術研究所晶體材料研究中心致力于新型深紫外非線性光學晶體的設計、制備、生長及性能基礎研究。前期工作提出了硼酸鹽的“氟化策略”，提出氟化硼酸鹽是探索深紫外非線性光學材料的新體系，發明了ABF族深紫外非線性光學晶體（Angew. Chem. Int. Ed., 2017, 56, 3916–3919；J. Am. Chem. Soc., 2017, 139, 10645–10648；Angew. Chem. Int. Ed., 2017, 56, 14119–14123；Angew. Chem. Int. Ed., 2018, 57, 2150–2154）。 

　　近期，科研團隊進將“氟化策略”拓展至硼磷酸鹽體系，合成了一例具有復合陰離子基團的氟化硼磷酸鹽深紫外非線性光學晶體(NH₄)₃B₁₁PO₁₉F₃（ABPF）。該晶體具有獨特的 [B₅PO₁₄F]基本構筑單元，其陰離子框架呈現出類似于目前唯一實用化深紫外非線性光學晶體——KBBF的[B₅PO₁₀F]_∞層，同時層間具有強的B-O-P共價鍵，層間距較小、層間作用力較強，因而避免了晶體的層狀生長習性。ABPF晶體滿足深紫外非線性光學晶體的三個基本條件，即短波長截止邊達深紫外區（183 nm）、倍頻效應大（1.2 × KDP）及匹配深紫外相位條件的適中雙折射率（0.088 @ 1064 nm），是潛在的深紫外非線性光學材料。該研究通過結構分析和第一性原理計算闡明了[BO₃]、[BO₄]、[BO₃F]及[PO₄]基元對晶體的線性及非線性光學性質的影響，提出π共軛[BO₃]基元利于獲得較大的倍頻效應和雙折射率，使ABPF能夠突破“200 nm壁壘”。具有大HOMO-LUMO能隙的非π共軛 [BO₄]、[BO₃F]及[PO₄]基元利于消除[BO₃]基元的懸掛鍵，從而獲得較短的截止邊。因此，ABPF優異的綜合性能源于由π共軛和非π共軛基元組成的獨特類KBBF結構。該研究證明了“氟化策略”和多陰離子基團設計策略在探索高性能深紫外非線性光學晶體方面的有效性。 

　　相關研究成果發表在《國家科學評論》（National Science Review）上。研究工作得到科技部、國家自然科學基金委員會和中科院等的支持。 

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(NH₄)₃B₁₁PO₁₉F₃晶體具有優異的深紫外非線性光學性能