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具有[O_(8)Pb_(14)]簇和宽红外透过范围的Pb_(14)O_(8)I_(12)和Pb_(7)O_(4)I_(6)卤氧化物同质多晶

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Science China Materials 2022年第3期65卷 773-779页

作者：焦佳豪阿布都卡地·吐地张敏蔡文兵李俊杰杨志华潘世烈 CAS Key Laboratory of Functional Materials and Devices for Special Environments/Xinjiang Technical Institute of Physics&Chemistry CAS/Xinjiang Key Laboratory of Electronic Information Materials and DevicesUrumqi 830011China Center of Materials Science and Optoelectronics Engineering University of Chinese Academy of SciencesBeijing 100049China

宽透光范围是红外光学材料设计的一个重要因素.中远红外晶体的传统设计主要集中在无氧体系的硫属和磷属化合物.而在卤氧化物中引入重原子,如含孤对电子阳离子Pb^(2+)和卤素阴离子I^(-),可以拓宽红外透过范围.本文通过高温溶液法成功合... 详细信息

宽透光范围是红外光学材料设计的一个重要因素.中远红外晶体的传统设计主要集中在无氧体系的硫属和磷属化合物.而在卤氧化物中引入重原子,如含孤对电子阳离子Pb^(2+)和卤素阴离子I^(-),可以拓宽红外透过范围.本文通过高温溶液法成功合成了两个含Pb(Ⅱ)的卤氧化物同质多晶,Pb_(14)O_(8)I_(12)(α-POI)和Pb_(7)O_(4)I_(6)(β-POI).有趣的是,它们结晶于同一空间群P1,并含有首次发现的[O_(8)Pb_(14)]簇.值得注意的是,POI展现出宽的透光范围(0.47-16.0μm),这表明卤氧化物是设计红外光学材料的优选体系.第一性原理计算表明它们具有较大的双折射(α-和β-POI在1064 nm处分别为0.139和0.108),这使得POI成为潜在的红外光学材料.

关键词：红外光学材料 POI 双折射同质多晶第一性原理计算孤对电子高温溶液法重原子

CsBaB_(9)O_(15):具有特殊双层结构的高性能紫外非线性光学材料

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Science Bulletin 2021年第21期66卷 2165-2169,M0003页

作者：杨云董孝宇杨志华潘世烈 CAS Key Laboratory of Functional Materials and Devices for Special Environments Xinjiang Technical Institute of Physics&ChemistryChinese Academy of SciencesXinjiang Key Laboratory of Electronic Information Materials and Devices.Urumqi 830011China Center of Materials Science and Optoelectronics Engineering University of Chinese Academy of SciencesBeijing 100049China

紫外非线性光学晶体作为固态激光器的关键组成部分,对产生紫外相干光具有重要的应用价值.本文通过合理设计和高温熔液法成功合成了一种高性能的紫外非线性光学晶体CsBaB_(9)O_(15)(CBBO).其特殊的双层结构由一种新颖的B_(9)O_(19)基团构... 详细信息

紫外非线性光学晶体作为固态激光器的关键组成部分,对产生紫外相干光具有重要的应用价值.本文通过合理设计和高温熔液法成功合成了一种高性能的紫外非线性光学晶体CsBaB_(9)O_(15)(CBBO).其特殊的双层结构由一种新颖的B_(9)O_(19)基团构成.CBBO具有优异的性能,包括短截止边(175 nm)、合适的双折射(0.073@1064 nm)和大倍频效应(3倍KDP).同时,CBBO具有良好的晶体生长习性并且不潮解.结果表明,CBBO是一种潜在的紫外非线性光学晶体.

关键词：非线性光学晶体非线性光学材料固态激光器倍频效应双折射双层结构相干光

非线性光学数据库:理论预测助力材料的快速发现

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Science China Materials 2023年第11期66卷 4473-4479页

作者：谢聪伟吉洪诺夫·叶夫格尼储冬冬吴梦凡克鲁格洛夫·伊万潘世烈杨志华 Research Center for Crystal Materials CAS Key Laboratory of Functional Materials and Devices for Special EnvironmentsXinjiang Technical Institute of Physics&ChemistryCASUrumqi 830011China Center of Materials Science and Optoelectronics Engineering University of Chinese Academy of SciencesBeijing 100049China

现代激光技术迫切需要能够通过二次谐波产生相干光的非线性光学材料.然而,只有很少一部分非中心对称晶体材料的非线性光学性质被实验或者理论研究,针对高性能非线性光学晶体材料的探索仍非常有限.本工作建立了迄今为止最大的计算非线性... 详细信息

现代激光技术迫切需要能够通过二次谐波产生相干光的非线性光学材料.然而,只有很少一部分非中心对称晶体材料的非线性光学性质被实验或者理论研究,针对高性能非线性光学晶体材料的探索仍非常有限.本工作建立了迄今为止最大的计算非线性光学晶体材料数据库,其中包含2354个非中心对称晶体结构,以及它们的倍频系数和带隙.本文提供了理论数据的计算细节和其与实验数据的对比验证,以及数据库的详细描述.该数据库的重要特点之一是它包含大量通过进化算法搜索发现的新的热力学稳定和亚稳定结构,这为寻找具有更好性能的新型非线性光学材料提供了可能性.

关键词： materials database high-throughput computation second harmonic generation response NLO materials data-mining

Design of a novel optically stimulatedluminescent dosimeter using alkaline earth sulfides doped with SrS:Eu,Sm materials

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Progress in Natural Science:Materials International 2008年第10期18卷 1203-1207页

作者： Yanping Liu~(a,b) Zhaoyang Chen~(a,*) Yanwei Fan~a Weizhen Ba~a Wu Lu~a Qi Guo~a shilie pan~a Aimin Chang~a Xinqiang Tang~a ~aXinjiang Technical Institute of Physics & Chemistry,Chinese Academy of Sciences,40-1 South Beijing Road,Urumqi 830011,China ~b Graduate School of Chinese Academy of Sciences,Beijing 100049,China Xinjiang Technical Institute of Physics & Chemistry Chinese Academy of Sciences 40-1 South Beijing Road Urumqi 830011 China Graduate School of Chinese Academy of Sciences Beijing 100049 China

Optically stimulated luminescence (OSL) is the luminescence emitted from an irradiated insulator or semiconductor during exposure to *** OSL intensity is a function of the dose of radiation absorbed by the sample and thus can be used as the basis of a radiation dosimetry *** earth sulfides doped with rare-earth elements such as Ce,Sm and Eu are OSL dosimeters having very high sensitivity,and the OSL with a short time constant is separated from the stimulated *** this paper,a novel OSL dosimeter designed with SrS:Eu,Sm materials is *** dosimeter takes advantage of the characteristics of charge trapping materials SrS:Eu,Sm that exhibit *** measuring range of the dosimeter is from 0.01 to *** equipment,which is relatively simple and small in size,is promising for applications in space exploration and high dose radiation dosimetry.

关键词： Optically stimulated luminescence Radiation measurement Dosimeter Radiation protection

深紫外氟化硼酸盐双折射率和折射率色散的性能增益研究

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Science China Materials 2020年第8期63卷 1480-1488页

作者：杨志华阿布都卡地·吐地雷兵华潘世烈 CAS Key Laboratory of Functional Materials and Devices for Special Environments Xinjiang Technical Institute of Physics&ChemistryCASXinjiang Key Laboratory of Electronic Information Materials and DevicesUrumqi 830011China Center of Materials Science and Optoelectronics Engineering University of Chinese Academy of SciencesBeijing 100049China

作为紫外/深紫外非线性光学材料的潜在体系,氟化硼酸盐已引起了该领域的广泛关注.鉴于该类体系中双折射和折射率色散的影响因素尚未明确,我们设计了可能的氟化硼酸盐基团,分析了光学各向异性以探索其对双折射率的影响.通过响应电荷分布... 详细信息

作为紫外/深紫外非线性光学材料的潜在体系,氟化硼酸盐已引起了该领域的广泛关注.鉴于该类体系中双折射和折射率色散的影响因素尚未明确,我们设计了可能的氟化硼酸盐基团,分析了光学各向异性以探索其对双折射率的影响.通过响应电荷分布各向异性近似,我们进一步证明和筛选了有利于双折射率的微观基团,并系统地探讨了可有效调节双折射率的功能模块.基于发展的折射率色散分析方法,我们发现氟化硼酸盐基团的引入有利于降低该类体系在深紫外区的折射率色散,从而获得较短的相位匹配波长.该研究为功能驱动的材料设计提供了一条途径.

关键词： nonlinear optical crystal deep-ultraviolet borate birefringence phase-matching

α-,β-Pb4B2O7和α-,β-Pb4B6O13:多态性驱动结构和性能变化

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Science China Materials 2020年第5期63卷 806-815页

作者：黄春梅张方方程世超杨志华潘世烈 CAS Key Laboratory of Functional Materials and Devices for Special Environments Xinjiang Technical Institute of Physics&ChemistryCASXinjiang Key Laboratory of Electronic Information Materials and DevicesUrumqi 830011China Center of Materials Science and Optoelectronics Engineering University of Chinese Academy of SciencesBeijing 100049China

在硼酸盐中引入带孤对电子的Pb2+离子可以有效地形成多种结晶形态.本文报道了两个新的结构,α-Pb4B2O7和β-Pb4B6O13.这两个结构与已经报道的两例硼酸盐β-Pb4B2O7和α-Pb4B6O13具有不同的晶体形式.两组多形体:α-,β-Pb4B2O7和α-,β-P... 详细信息

在硼酸盐中引入带孤对电子的Pb2+离子可以有效地形成多种结晶形态.本文报道了两个新的结构,α-Pb4B2O7和β-Pb4B6O13.这两个结构与已经报道的两例硼酸盐β-Pb4B2O7和α-Pb4B6O13具有不同的晶体形式.两组多形体:α-,β-Pb4B2O7和α-,β-Pb4B6O13,分别具有完全不同的晶体结构和光学性质.采用热重-差示扫描量热法(TG-DSC)和变温粉末X射线衍射(XRD)分析对α-Pb4B2O7和β-Pb4B6O13的热力学稳定性进行了研究.通过第一性原理计算讨论了结构与性质的关系.值得注意的是,由于结构中功能基团的重组,两个新的相,α-Pb4B2O7和β-Pb4B6O13,具有比与之对应的多形体较大的双折射.

关键词： borate polymorphism birefringence first-principles calculation

基于氟化功能基团的d^0过渡金属氟氧化物中红外非线性光学材料设计研究（英文）

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Science China Materials 2019年第12期62卷 1798-1806页

作者：黄君本郭思茹张志忠杨志华潘世烈 CAS Key Laboratory of Functional Materials and Devices for Special Environments Xinjiang Technical Institute of Physics&ChemistryCASXinjiang Key Laboratory of Electronic Information Materials and DevicesUrumqi 830011China Center of Materials Science and Optoelectronics Engineering University of Chinese Academy of SciencesBeijing 100049China

红外非线性光学晶体在光电器件、资源勘探和长距离激光通讯等领域具有极其重要的应用,因此探索性能优异的新型红外非线性光学晶体材料已成为该领域的一个重要方向.当前,该领域面临的主要挑战之一是如何实现宽带隙和大倍频效应之间的平衡... 详细信息

红外非线性光学晶体在光电器件、资源勘探和长距离激光通讯等领域具有极其重要的应用,因此探索性能优异的新型红外非线性光学晶体材料已成为该领域的一个重要方向.当前,该领域面临的主要挑战之一是如何实现宽带隙和大倍频效应之间的平衡.本文中,我们提出一种设计策略,即引入d^0过渡金属的氟化功能基团作为活性基元,设计中红外非线性光学晶体材料.通过对含d^0过渡金属氟氧化物的系统研究,我们探索了这类氟化功能基团对带隙和倍频响应的影响机制.研究发现d^0过渡金属的氟化功能基团有利于产生较大的带隙.基于第一性原理计算,我们分析了碱金属/碱土金属d^0过渡金属氟氧化物的光学性能,它们具有宽的带隙(>3.0 e V)和大的双折射率(>0.07),其中2个分别含W和Mo的氟氧化物也呈现了较强的倍频效应.此外,我们对比分析了其他氟化功能基团,发现在基本构筑基元中引入氟离子有利于光学性能的提升.由此说明,这种具有优异氟化功能基团的d^0过渡金属氟氧化物,可以作为探索新型中红外非线性光学的潜在体系.

关键词：功能基团过渡金属双折射率激光通讯资源勘探光电器件倍频效应氟离子

Ba4M（CO3）2（BO3）2（M=Ba,Sr）:在开放体系下通过高温溶液法合成两种硼酸-碳酸盐（英文）

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Science China Materials 2019年第7期62卷 1023-1032页

作者：张雪艳吴红萍俞洪伟杨志华潘世烈 CAS Key Laboratory of Functional Materials and Devices for Special Environments Xinjiang Technical Institute of Physics & Chemistry CASXinjiang Key Laboratory of Electronic Information Materials and Devices

本文中,我们成功合成了两种复合的硼酸-碳酸盐Ba4M(CO3)2(BO3)2 (M=Ba,Sr).这是第一例在开放体系下合成的硼酸-碳酸盐.它们的结构由单晶X射线衍射确定,结晶在相同的Pnma空间群.它们的晶体结构是由BaO8多面体(SrO8多面体)、孤立的BO3和CO... 详细信息

本文中,我们成功合成了两种复合的硼酸-碳酸盐Ba4M(CO3)2(BO3)2 (M=Ba,Sr).这是第一例在开放体系下合成的硼酸-碳酸盐.它们的结构由单晶X射线衍射确定,结晶在相同的Pnma空间群.它们的晶体结构是由BaO8多面体(SrO8多面体)、孤立的BO3和CO3三角形组成的三维网络结构.详细的结构分析表明,共生长的[Ba3(BO3)2]/[Ba2Sr(BO3)2]和[BaCO3]层是有利于这两种硼酸-碳酸盐的合成的.此外,还研究了它们的合成、光谱性质和热行为.

关键词：开放体系碳酸盐合成硼酸溶液法单晶X射线衍射高温三维网络结构

新的非线性光学材料K7MRE2B15O30（M=Ca andBa,RE=La and Bi）的合成、表征和理论分析（英文）

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Science China Materials 2019年第8期62卷 1151-1161页

作者：解植擎王颖程世超韩国鹏杨志华潘世烈 CAS Key Laboratory of Functional Materials and Devices for Special Environments Xinjiang Technical Institute of Physics & Chemistry CASXinjiang Key Laboratory of Electronic Information Materials and Devices Urumqi 830011 China Center of Materials Science and Optoelectronics Engineering University of Chinese Academy of Sciences Beijing 100049 China

本文采用高温熔液法合成了三种新型复合硼酸盐化合物K7CaBi2B15O30、K7CaLa2B15O30和K7BaBi2B15O30. K7CaLa2B15O30和K7CaBi2B15O30结晶于三方手性空间群R32中,K7BaBi2B15O30结晶于非中心对称正交极性空间群Pca21.这三个化合物具有相似的三维晶体结构,由孤立的B5O10基团和LaO6或BiO6八面体组成,K^+、Ca^2+、Ba^2+阳离子填充于空隙中以保持电荷平衡.根据我们的调研,在K7MⅡRE2B15O30体系内(MⅡ=Ca,Sr,Ba,Zn,Cd,Pb,K/RE0.5;RE=Sc,Y,La,Gd,Lu,Bi),K7BaBi2B15O30是唯一一个结晶于不同空间群的化合物,其丰富了硼酸盐的结构化学.详细的结构分析表明,碱土金属阳离子的尺寸和配位数的差异是导致结构变化的主要原因.此外,UVVis-NIR光谱分析和倍频效应(SHG)测试表明K7CaBi2B15O30具有较短的截止边(大约282 nm)和适中的倍频效应(约0.6×KDP).我们还进行了热重差热和红外光谱的测试.为了更好地理解上述化合物的结构性能关系,我们还进行了第一性原理计算.

关键词：非线性光学材料合成第一性原理计算复合硼酸盐 Ba^2+ 金属阳离子表征三维晶体结构