近日，晶体材料国家重点实验室陶绪堂教授团队在氧化物中红外非线性光学晶体的研究方面取得新进展，研究成果以“Li₂MTeO₆（M=Ti，Sn）：Mid-Infrared Nonlinear Optical Crystal with Strong Second Harmonic Generation Response and Wide Transparency Range”为题，发表在国家著名期刊Angew. Chem. Int. Ed.（中科院一区，IF=15.336），并被遴选为Hot Paper。晶体材料研究院博士生杜晓利和郭晓杰为论文共同第一作者，陶绪堂教授和高泽亮副教授为通讯作者，山东大学为独立完成单位。

传统氧化物晶体透光波段难以完全覆盖中红外波段，极大的限制了氧化物晶体在中红外波段的光学应用。陶绪堂教授团队通过引入含孤对电子的过渡金属及重金属基团，在调节晶体结构的同时有效的拓展了氧化物晶体的红外透光特性。本论文兼顾非线性光学晶体的抗光损伤阈值与非线性效应，在保持Li₂ZrTeO₆高抗光损伤阈值的基础上（Journal of the American Chemical Society，2018，DOI: 10.1021/jacs.8b08803），通过阳离子同价置换，设计和生长出非线性效应为26×KDP的新型中红外非线性光学晶体Li₂TiTeO₆。该工作结合晶体结构和理论计算，分析和计算晶体中MO₆（M=Ti，Sn）、TeO₆八面体的畸变程度和偶极矩，揭示Li₂TiTeO₆和Li₂SnTeO₆晶体非线性效应差异的结构起源。晶体基本物理性质研究结果表明，Li₂TiTeO₆晶体抗光损伤阈值大于550MWcm^-2，透光波段0.38-6.72μm，并且晶体可以通过熔体法生长，有效的克服了传统中红外非线性光学晶体磷化物和硫化物生长过程中的蒸气压。这一研究成果为研制新型中红外非线性光学晶体的设计和生长提供了新思路。

图1晶体结构与物理性质

多年来，陶绪堂教授研究团队以“需求牵引，单晶为本”为理念，在新型光电功能晶体的设计、生长、器件研究等方面开展了系统研究，并取得了系列原创性成果，在J. Am. Chem. Soc.，Angew. Chem. Int. Ed.，Chem. Mater.等国际期刊发表系列文章，授权3项国际专利，研究成果受到国内外同行广泛关注。

该研究工作得到科技部、自然科学基金委和晶体材料国家重点实验室的大力支持。

相关链接：doi.org/10.1002/anie.202108978