Xinjiang Institute of Physical and Chemical Technology gör framsteg i forskningen om laserskadaresistenta bredbandsgap infraröda icke-linjära optiska material

Som en nyckelenhet för laserfrekvensomvandling har infraröda olinjära optiska kristaller ett brett spektrum av applikationer i helsolid-state lasrar. De nuvarande kommersiella mellan- och fjärrinfraröda olinjära optiska kristallerna inkluderar huvudsakligen föreningar som AgGaS2, AgGaSe2 och ZnGeP2 med diamantliknande strukturer. Men på grund av sina respektive inneboende prestandadefekter, såsom låg laserskadtröskel och tvåfotonabsorption orsakad av lågt bandgap, kan dessa material inte längre till fullo uppfylla behoven hos den nuvarande utvecklingen av infraröd laserteknologi. Det finns ett akut behov av att utveckla infraröda ickelinjära optiska material med breda bandgap med utmärkt prestanda.
Med det ekonomiska stödet från National Young Talents Program, National Natural Science Foundation of China och Natural Science Foundation of Xinjiang autonoma region, har forskare vid Crystal Materials Research Center vid Xinjiang Institute of Physical and Chemical Technology, Chinese Academy of Sciences designat och syntetiserade två exempel på infraröda ickelinjära optiska material med breda bandgap, Rb2CdSi4S10 och Na3SiS3F, med användning av [Si4S10] supertetraedriska substrat och [SiS3F] blandade anjoniska tetraedriska substrat. Bandgapen för dessa två föreningar är 4,23 eV respektive 4,75 eV, där Rb2CdSi4S10 har en måttlig multiplikativ effekt: 0,6 × AGS; skadetröskeln är cirka 5 × AGS. Resultaten av teoretiska beräkningar visar att [Si4S10] supertetraedrisk matris och [SiS3F] blandad anjonisk tetraedrisk matris effektivt kan öka bandgapen för svavelföreningar. Resultaten visar att [Si4S10] supertetraedriskt substrat och [SiS3F] blandat anjoniskt tetraedriskt substrat effektivt kan öka bandgapet för svavelföreningar, vilket ger en referens för utformningen av skadebeständiga infraröda ickelinjära optiska material med bredbandsgap.
Resultaten publicerades i Materials Horizons (Mater. Horiz. 2023, 10, 619) respektive Advanced Optical Materials (Adv. Opt. Mater. 2023, DOI: 10.1002/adom. 202300736.). Resultaten presenteras i följande artiklar. Jiazheng Zhou, en Ph.D. student, är den första författaren till dessa två artiklar, och Junjie Li och Shili Pan är motsvarande författare.