一类具有π共轭基团氰尿酸盐:新型紫外非线性光学晶体和双折射晶体材料

含有(C 3N 3O 3)3-基团的氰尿酸盐化合物因其具有特征的且与(B 3O 6)3-基团类似的平面共轭六元环的结构,近年来逐步受科研工作者的关注。相比于(B 3O 6)3-阴离子基团,等电子结构的(C 3N 3O 3)3-基团具有更短的键长,更强的pπ-pπ之间相互作用,更均匀的p电子分布,以上几个特征使得(C 3N 3O 3)3-基团具有更强的共轭特性,这也导致了含有(C 3N 3O 3)3-基团的化合物具有更大的线性极化率(双折射)和二阶微观极化率(倍频系数)。但是目前国内外对此类化合物的研究相对于硼酸盐材料还少之又少,该篇文章主要针对近年所报道的氰尿酸盐非线性光学晶体和双折射晶体进行简单的归纳总结和展望。

含共轭键的紫外非线性光学晶体

紫外非线性光学晶体是实现短波紫外光源输出的关键材料,目前短波紫外变频晶体主要依赖硼酸盐晶体,由于实际应用对晶体综合性能提出更高要求,而进一步发现新型硼酸盐非线性光学晶体难度不断增大,开拓新的材料体系显得尤为迫切。从硼酸盐结构与非线性光学效应关系可知,含有平面共轭基团的硼酸盐具有大的倍频系数、合适的双折射率和短的紫外截止边等特性,平面共轭基团是硼酸盐非线性光学晶体的核心功能基元。因此拓展平面共轭基团研究是探索新体系紫外非线性光学晶体材料的关键环节。基于基团的构效关系,我们团队率先提出以同样是具有平面三角共轭结构的碳酸盐、硝酸盐等化合物为研究对象,拓展紫外非线性光学晶体材料的探索范围。此外,近来我们团队把研究范围进一步拓展到了一些有机共轭体系,例如氰尿酸盐。本文将主要介绍我们团队近年来在碳酸盐、硝酸盐和氰尿酸盐紫外晶体探索方面取得的研究结果。