中科院新疆理化技术研究所潘世烈和杨云课题组综述：基于双折射活性官能团和排列的硼酸盐双折射

双折射作为光学晶体的基本性能参数，在相位调制、分光和偏振等众多光学应用中发挥着重要作用，特别是在实现非线性光学晶体的相位匹配方面起着关键作用。高效地探索具有大双折射的光学晶体不仅可以拓宽相位匹配波长范围，而且在工业领域有利于相关器件的小型化。鉴于大双折射在光调制和激光技术领域的应用日益重要，设计和合成具有大双折射的晶体逐渐成为功能材料领域的一个热门研究课题。

众所周知，微观结构决定材料宏观性能，根据阴离子基团理论，决定晶体光学性能的主要因素是阴离子框架。近些年，硼酸盐由于其B-O阴离子框架（如零维团簇，一维链，二维层，以及三维骨架）所具有的化学多样性而备受关注。近日，中科院新疆理化技术研究所潘世烈和杨云课题组在SCIENCE CHINA Chemistry杂志上发表了题为“Review on birefringence in borates based on birefringence-active functional groups and arrangements”的综述文章。该综述详细介绍了硼酸盐领域中在晶体双折射方面的研究现状和最新进展。作者总结了计算双折射大于0.05（含有部分实验数据）的硼酸盐晶体的发展情况，并以结构光学各向异性为重点，根据不同的双折射功能基团将结构分为四大类：（1）由π共轭基团组成的无水无机硼酸盐；（2）无水氟化硼酸盐；（3）羟基硼酸盐和羟基氟化硼酸盐；（4）立构化学活性孤对电子阳离子硼酸盐。作者针对每一部分选取相应代表性的结构进行结构—性能分析，并对不同体系的优势和不足进行了总结和展望。此外，文中还讨论了设计具有足够双折射的晶体结构的策略，希望这篇综述能够促进更多具有足够双折射特性的晶体材料出现，并指导相关研究工作。

详见：Qianzhen Zhang, Ran An, Zhihua Yang, Xifa Long, Shilie Pan & Yun Yang. Review on birefringence in borates based on birefringence-active functional groups and arrangements. Sci China Chem, 2024, 67, https://doi.org/10.1007/s11426-023-1942-7。

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【作者简介】

潘世烈 中国科学院新疆理化技术研究所研究员、博士生导师。2002年在中国科学技术大学吴以成教授（院士）的指导下获得博士学位。2002‒2004年在中国科学院理化技术研究所陈创天院士的实验室从事博士后研究。2004‒2007年，在美国西北大学Kenneth R. Poeppelmeier教授的实验室做博士后研究。2007年至今于中国科学院新疆理化技术研究所工作。目前主要研究方向为新型光电功能材料的设计、合成、晶体生长和评价。

杨云 中国科学院新疆理化技术研究所研究员、博士生导师。2011年在国科大潘世烈研究员的指导下获得博士学位，同年7月年受聘为副研究员，2018年受聘为研究员。目前主要从事光电功能材料的设计、合成、及性能研究。

张倩珍 中国科学院新疆理化技术研究所在读博士。于2021年获得浙江理工大学工学学士学位，同年加入潘世烈教授的研究小组。目前正在攻读中国科学院大学博士学位。主要研究方向是硼酸盐光电功能晶体材料。

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