基于DAST的有机太赫兹晶体结构设计、生长机理和构效关系研究
批准号:
51972181
项目类别:
面上项目
资助金额:
60.0 万元
负责人:
滕冰
依托单位:
学科分类:
人工晶体与玻璃材料
结题年份:
2023
批准年份:
2019
项目状态:
已结题
项目参与者:
滕冰
中文摘要
有机非线性光学晶体具有非线性系数大,结构设计简单和易剪裁等优点,在THz波产生和探测方面有重要应用价值。而具有“离域大π键”结构的DAST晶体是目前产生THz波效率最高的晶体,但该晶体存在热稳定性差,空气中使用寿命短和可控生长困难等问题,制约其在THz领域的应用。本项目拟从DAST的阴阳离子二元“离域大π键”结构出发,设计具有共轭骨架、强电荷转移能力的新型非中心对称有机晶体结构。通过创新功能基元空间排列设计,提高晶体结构的非中心对称性和晶体生长稳定性。结合晶体生长机理研究,创新有机晶体生长装置设计,实现大尺寸高质量晶体的可控生长。分别利用差频和光整流法测试晶体THz性能,优化相位匹配方式,解决THz波辐射转换效率低的问题。结合晶体结构设计,建立关键功能基元及其空间取向排列对晶体结构、生长稳定性和THz性能的作用机理,发展有应用价值的新型有机THz晶体,形成自主知识产权。
英文摘要
The organic nonlinear optical crystals have important application values in terahertz (THz) wave generation and detection owing to their large nonlinear optical coefficient, simple design and tailoring in structure, etc. Especially the DAST crystal with“delocalization large π”structure, is regarded as one of the most efficient organic crystals in THz waves generation so far. But the applications in the fields of THz of DAST crystal are restricted due to its poor thermal stability, shorter lifespan in air, and difficulties in controlling crystal growth and so on. From these prblems, we aim to design new types of non-centrosymmetric organic crystal structures with conjugate skeletons and strong charge transfer abilities based on the anion-cation binary “delocalization large π” structure of DAST. The central asymmetry of crystal structures and crystal growth stability will be improved by modifying spatial arrangement design of functional elements. The crystal growing apparatus will be developed coupled with the crystal growth mechanism and the controlling growth of large-size and high-quality crystals will be realized. The THz properties will be tested using optical rectification (OR) and difference frequency generation (DFG) methods and the problem of low efficiency of laser-to-THz wave radiation conversion will be solved by optimizing phase matching. Combining the design of crystal structure, the mechanisms of the main functional elements and their spatial orientation arrangement acted on crystal structure, growth stability and THz performance can be established. New organic terahertz crystals with potential application values will be obtained and independent intellectual property rights will be formed.
期刊论文列表
专著列表
科研奖励列表
会议论文列表
专利列表
登录
查看更多内容
Crystal growth and characterization of 2-(4-(dimethylamino) styryl)-benzothiazole: A potential organic nonlinear optical crystal
2-(4-(二甲氨基)苯乙烯基)-苯并噻唑的晶体生长和表征:一种潜在的有机非线性光学晶体
DOI:
10.1016/j.optmat.2020.110655
发表时间:
2020
期刊:
Optical Materials
影响因子:
3.9
作者:
[Kai Xu, Q. Cui, Degao Zhong, Zhe Yu, Tianhua Wang, Lifeng Cao, Qibo Wang, X. Yu, B. Teng]
通讯作者:
B. Teng
DOI:
10.1016/j.ijleo.2021.166410
发表时间:
2021-02
期刊:
Optik
影响因子:
3.1
作者:
[Siyuan Hu;T. Zhao;Kai Xu;S. Ji;Lifeng Cao;B. Teng]
通讯作者:
Siyuan Hu;T. Zhao;Kai Xu;S. Ji;Lifeng Cao;B. Teng
DOI:
10.1021/acs.cgd.2c01451
发表时间:
2023-03
期刊:
Crystal Growth & Design
影响因子:
--
作者:
[Tianhua Wang;Jinkang Ma;K. Xu;Rui Chen;Xueting Mu;Lifeng Cao;Bing Teng]
通讯作者:
Tianhua Wang;Jinkang Ma;K. Xu;Rui Chen;Xueting Mu;Lifeng Cao;Bing Teng
DOI:
10.1016/j.molstruc.2023.135237
发表时间:
2023-02
期刊:
Journal of Molecular Structure
影响因子:
3.8
作者:
[K. Xu;Rui Chen;Tianhua Wang;Lijie Sun;Qibo Wang;Jinkang Ma;Degao Zhong;Lifeng Cao;Bing Teng]
通讯作者:
K. Xu;Rui Chen;Tianhua Wang;Lijie Sun;Qibo Wang;Jinkang Ma;Degao Zhong;Lifeng Cao;Bing Teng
DOI:
10.1039/d0ce01243b
发表时间:
2020-10
期刊:
CrystEngComm
影响因子:
3.1
作者:
[Zhe Yu;Tianhua Wang;Guanjun Wang;Kai Xu;Q. Cui;Lifeng Cao;B. Teng]
通讯作者:
Zhe Yu;Tianhua Wang;Guanjun Wang;Kai Xu;Q. Cui;Lifeng Cao;B. Teng
共 26 条
高性能DAST太赫兹晶体和中远红外晶体的材料设计、制备技术与核心器件研究
-
批准号:U22A20123
-
项目类别:联合基金项目
-
资助金额:255.00万元
-
批准年份:2022
-
负责人:滕冰
-
依托单位:
新型稀土正磷酸盐晶体Yb:RPO4(R=La, Gd, Y, Lu)的生长机理、光学与热学性能研究
-
批准号:11374170
-
项目类别:面上项目
-
资助金额:90.0万元
-
批准年份:2013
-
负责人:滕冰
-
依托单位:
DAST晶体及其衍生物的原料合成提纯、生长与性能研究
-
批准号:51172111
-
项目类别:面上项目
-
资助金额:60.0万元
-
批准年份:2011
-
负责人:滕冰
-
依托单位:
同步辐射法研究BIBO与KDP晶体特征生长机制与缺陷
-
批准号:10979029
-
项目类别:联合基金项目
-
资助金额:36.0万元
-
批准年份:2009
-
负责人:滕冰
-
依托单位:
Research on the Rapid Growth Mechanism of KDP Crystal
-
批准号:10774081
-
项目类别:面上项目
-
资助金额:45.0万元
-
批准年份:2007
-
负责人:滕冰
-
依托单位:
三硼酸铋(BiB3O6) 晶体的非线性光学性能研究
-
批准号:10304009
-
项目类别:青年科学基金项目
-
资助金额:30.0万元
-
批准年份:2003
-
负责人:滕冰
-
依托单位:
国内基金
海外基金