Idealan infracrveni (IR) nelinearni optički (NLO) kristal mora da ima prednosti širokog opsega propustljivosti, impresivnog praga oštećenja izazvanog laserom (LIDT), dovoljnog indeksa dvostrukog prelamanja, masovnog monokristalnog oblika i fizičko-hemijske stabilnosti.
Međutim, često postoji kompromis između jakog NLO koeficijenta i širokog pojasa u pravcu visokog LIDT-a, što čini izazovnim postizanje oba svojstva u jednom materijalu.
Nedavno je istraživačka grupa koju je predvodio prof. Guo Guocong sa Instituta za istraživanje strukture materije Fujian, Kineska akademija nauka, izvestila o dva nova necentrosimetrična halkogenida: M[M 4 Cl][Ga 11 S 20 ] (M = A/Ba, A = K, Rb) kao odlični nelinearni optički kristali.
Studija je objavljena u Small 11. septembra.
M[M 4 Cl][Ga 11 S 20 ] (M = A/Ba, A = K, Rb) predstavljaju prve primere postignute strategijom katjonske supstitucije, što rezultira halkogenidima sa inkluzijom soli sa anjonskim okvirima sličnim dijamantu.
Istraživači su smatrali tipične halkogenide slične dijamantu kao obećavajuće kandidate za IR NLO materijale; međutim, oni često pokazuju ograničene LIDT-e zbog svojih uskih razmaka u pojasu.
U ovoj studiji, istraživači su koristili nekonvencionalnu strategiju katjonske supstitucije, [[SZn 4 ]S 12 + [S 4 Zn 13 ]S 24 + 11ZnS 4 => MS 12 + [M 4 Cl]S 24 + 11GaS 4 ], za stvaraju dva nova sulfida sa inkluzijom soli, M[M 4 Cl][Ga 11 S 20 ] (M = A/Ba, A = K, Rb). Kao što se očekivalo, uvođenje mešovitih katjona u anjonske okvire GaS 4 rezultiralo je širokim pojasom (3,04 i 3,01 eV) i poboljšanim visokim LIDT (9,4 i 10,3 × AgGaS 2 @1,06 μm).
Štaviše, istraživači su otkrili da uređeni raspored tetraedarskih GaS 4 jedinica favorizuje jake intenzitete generisanja drugog harmonika (0,84 i 0,78 × AgGaS 2 @2,9 μm).
Ova studija je primer primene strategije katjonske supstitucije zasnovane na strukturama nalik dijamantu za stvaranje NLO materijala visokih performansi.
