非线性光学晶体材料中的π共轭电子基团及其协同效应
批准号:
91622112
项目类别:
重大研究计划
资助金额:
80.0 万元
负责人:
毛江高
依托单位:
学科分类:
结构化学
结题年份:
2018
批准年份:
2016
项目状态:
已结题
项目参与者:
林湲、冯江河、Varnakavi Naresh、严冬、毛菲菲、唐如玲、阮婷婷、梁铭利、常统英
中文摘要
共轭π电子阴离子基团,如硼酸盐中的BO3平面三角形和类苯环的B3O6单元,是一类重要的具有非线性光学活性的结构基元。本项目拟采用两种共轭基元复合的策略来设计合成性能优越的新型二阶非线性光学材料:1)将BO3、CO3和NO3复合到同一化合物中,系统研究硼酸-硝酸盐、 硼酸碳酸盐及碳酸-硝酸盐混阴离子化合物;2)将与B3O6单元有类似结构的有机小分子,如三聚氰胺、三聚氰酸等,引入到硼酸/硝酸/碳酸盐中, 探索无机-有机杂化非线性光学材料。本项目预期成果为:a)总结不同共轭π电子阴离子基团复合体系化合物的结构组装规律,揭示不同共轭π电子阴离子基团的协同NLO效应,为非线性光学材料的设计提供新的思路;b)设计合成几种具有应用价值的新型非线性光学晶体材料。
英文摘要
Borate crystals with π-conjugated units such as BO3 planar triangle or benzene-like B3O6 unit usually exhibit excellent SHG properties. In this project, we will design new SHG materials based on two types of π-conjugated units: 1) we will systematically explore borate-nitrates, borate carbonates and carbonate-nitrates ; 2) we will introduce organic molecules with π-conjugated units similar to B3O6 unit such as cyanuric acid, melamine, etc into the metal borates/carbonates/nitrates to obtain various types inorganic-organic hybrid NLO crystals. The outcomes of this research will be: a) to summarize the structural assemble rules for those compounds with two types of π-conjugated units and uncover the nature of the synergistic NLO effect between two types of π-conjugated units in a same material; 2) to design and synthsize several candidates of new SHG crystals for further studies and future applications.
二阶非线性光学材料(也称倍频材料)广泛应用于激光及光通讯领域,倍频材料必须具有非中心对称或极性结构。在本项目中我们对非中心对称或极性结构无机化合物的设计与合成进行了较为系统的研究工作,我们采用含孤对电子的氧酸盐如亚(硒)碲酸盐、含π共轭电子体系的基团如硼酸(手性羧酸配体或硝酸)为构筑单元,利用两种非线性活性基团的复合得到了多种结构新颖的新型金属碘酸盐、亚硒(碲)酸盐及硼酸盐NLO晶体, 它们中不少化合物表现出优异的二阶非线性光学性能, 如Bi(IO3)F2晶体的倍频效应高达KDP的11.5倍、Ba4Bi2 (Si8-xB4+xO29) (x = 0.09)的倍频系数为KDP的5.1倍等。提出了三原子位置取代法设计合成新型NLO晶体的新思路。通过硼酸根与手性酒石酸的缩合反应得到新型有机配体, 通过它们与金属离子组装得到了一系列手性配合物。成功地将含π共轭基团的硝酸根离子引入到金属碘酸盐和金属亚硒酸盐中。 在Angew. Chem. Int. Ed., Chem. Sci., Chem. Mater., Chem. Eur. J., Inorg. Chem.等重要化学刊物发表SCI论文17篇,项目执行期间获得授权专利5项, 申请专利2项。培养博士毕业生3人, 硕士毕业生3人。
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DOI:
10.1021/acs.inorgchem.8b03111
发表时间:
2018-12
期刊:
Inorganic chemistry
影响因子:
4.6
作者:
[Jianghe Feng;Chunli Hu;Yuan Lin;J. Mao]
通讯作者:
Jianghe Feng;Chunli Hu;Yuan Lin;J. Mao
PbCdF(SeO3)(NO3): A Nonlinear Optical Material Produced by Synergistic Effect of Four Functional Units
PbCdF(SeO3)(NO3):四种功能单元协同作用产生的非线性光学材料
DOI:
10.1021/acs.inorgchem.8b02044
发表时间:
2018
期刊:
Inorganic Chemistry
影响因子:
4.6
作者:
[Ma Yun-Xiang, Hu Chun-Li, Li Bing-Xuan, Kong Fang, Mao Jiang-Gao]
通讯作者:
Mao Jiang-Gao
AgGa2PS6: A New Mid-Infrared Nonlinear Optical Material with a High Laser Damage Threshold and a Large Second Harmonic Generation Response
AgGa2PS6:一种新型中红外非线性光学材料,具有高激光损伤阈值和大二次谐波产生响应
DOI:
10.1002/chem.201702632
发表时间:
2017
期刊:
CHEMISTRY-A EUROPEAN JOURNAL
影响因子:
4.3
作者:
[Feng Jiang-He, Hu Chun-Li, Xu Xiang, Li Bing-Xuan, Zhang Ming-Jian, Mao Jiang-Gao]
通讯作者:
Mao Jiang-Gao
Li-7(TeO3)(3)F: A Lithium Fluoride Tellurite with Large Second Harmonic Generation Responses and a Short Ultraviolet Cutoff Edge
Li-7(TeO3)(3)F:具有大二次谐波产生响应和短紫外线截止边缘的氟化锂亚碲酸盐
DOI:
10.1021/acs.inorgchem.7b02670
发表时间:
2017
期刊:
Inorganic Chemistry
影响因子:
4.6
作者:
[Feng Jiang-He, Hu Chun-Li, Xia Hou-Ping, Kong Fang, Mao Jiang-Gao]
通讯作者:
Mao Jiang-Gao
A Series of Mixed-Metal Germanium Iodates as Second-Order Nonlinear Optical Materials
一系列混合金属碘酸锗二阶非线性光学材料
DOI:
10.1021/acs.chemmater.8b00630
发表时间:
2018-04-10
期刊:
CHEMISTRY OF MATERIALS
影响因子:
8.6
作者:
[Mao, Fei-Fei, Hu, Chun-Li, Mao, Jiang-Gao]
通讯作者:
Mao, Jiang-Gao
共 17 条
基于Π共轭体系硫代硼酸盐红外非线性光学晶体材料的设计与合成
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批准号:22375201
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项目类别:面上项目
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资助金额:50.00万元
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批准年份:2023
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负责人:毛江高
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依托单位:
新型中远红外非线性光学晶体材料的理论设计与合成研究
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批准号:--
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项目类别:重点项目
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资助金额:300万元
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批准年份:2020
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负责人:毛江高
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依托单位:
新型无机硼锗(硅)酸盐NLO晶体的设计合成
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批准号:21875248
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项目类别:面上项目
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资助金额:68.0万元
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批准年份:2018
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负责人:毛江高
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依托单位:
新型无机硼酸盐的结构设计与物化性能
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批准号:21373222
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项目类别:面上项目
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资助金额:82.0万元
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批准年份:2013
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负责人:毛江高
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依托单位:
新型极性结构无机晶态材料的设计合成与倍频效应
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批准号:21231006
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项目类别:重点项目
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资助金额:280.0万元
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批准年份:2012
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负责人:毛江高
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依托单位:
金属胂酸盐无机-有机杂化功能材料的结构与物化性能
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批准号:20973170
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项目类别:面上项目
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资助金额:35.0万元
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批准年份:2009
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负责人:毛江高
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依托单位:
结构导向的新型无机非线性光学材料
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批准号:20731006
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项目类别:重点项目
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资助金额:120.0万元
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批准年份:2007
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负责人:毛江高
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依托单位:
新颖极性金属间化合物的结构与性能
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批准号:20573113
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项目类别:面上项目
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资助金额:28.0万元
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批准年份:2005
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负责人:毛江高
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依托单位:
化学修饰金属膦酸盐功能材料的合成与性能
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批准号:20371047
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项目类别:面上项目
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资助金额:22.0万元
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批准年份:2003
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负责人:毛江高
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依托单位:
国内基金
海外基金