《Angew》报道我院在日盲区大双折射晶体材料研究重要进展
近日,我院化材学院张献明教授团队在化学国际顶级期刊《Angewandte Chemie International Edition》(SCI一区 IF=16.1)发表题为“Giant Birefringence and Solar-Blind Ultraviolet Transmission by Coordination Induced Assembly of π-Conjugated Pyridine-Carboxylate”的论文。我院博士生郭澎辉为第一作者,陈义刚教授、中科院理化所姜兴兴研究员和张献明教授为通讯作者,我院为第一单位。安阳工学院郭尧教授在理论计算方面给予大力支持。该研究得到了国家自然科学基金、山西省基础研究计划和河南省研究生教育改革与质量提升工程项目的支持。
双折射作为一种古老而新颖的光学现象,在各向异性晶体材料中普遍存在。双折射晶体是偏振器、波片、隔离器、相位调制器和高通滤波器等光学元件的核心部件,广泛应用于各种先进制造和科学领域。在双折射晶体工程中,大双折射和宽光学透过范围代表两个基本且持续追求的性能指标,前者保证光调制的幅度、分辨率和效率,后者决定可用的光谱窗口。在紫外光谱区,特别是210 nm到280 nm的日盲区,大双折射晶体在安全通信、火灾报警系统和食品灭菌方面具有至关重要的前景。日盲区宽紫外透过要求材料具有大的带隙,而且带隙越大,越有利于提高光学设备的分辨率。但双折射和带隙两者之间存在天然矛盾关系,在宽带隙光谱区构建大双折射晶体极具挑战性。为实现大双折射和宽带隙的同时优化,团队利用共价特性的四配位Be2+离子耦合筛选的双折射活性π共轭(C7H3NO4)2-有机基团以期实现大双折射下的宽带隙。成功合成的吡啶羧酸盐晶体[Be2(μ-OH)2(C7H3NO4)(H2O)]•H2O表现出方向性氢键诱导的整齐堆积二维层,同时Be2+成功与最优空间排列的(C7H3NO3)2−基团上的O和N原子配位。该晶体不仅显示出4.75 eV的宽带隙,而且在日盲透过区显示约0.6的最大双折射。这项研究不仅发现1例优良的宽紫外双折射晶体,而且可能建立一种新的设计范式,以实现有机-无机杂化晶体中大双折射和宽带隙的同时优化。(来源:化学与材料科学学院)
全文连接:https://doi.org/10.1002/anie.202508997
图1双折射和带隙的矛盾关系以及合成的铍基吡啶羧酸盐晶体
图2铍基吡啶羧酸盐晶体的特征和性能
- 一审:李士利
- 二审:白晶
- 三审:石斌
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