Infraröd icke-linjära optiska (IRNLO) -kristaller fungerar som nyckelkomponenter för laserfrekvensomvandling och spelar en viktig roll i all-solid-tillståndslasrar. För närvarande inkluderar kommersiellt tillgängliga IRNLO-kristaller främst chalcopyrite-typföreningar såsom Aggas₂, Aggase₂ och Zngep₂. På grund av deras inneboende prestationsbegränsningar kan dessa material emellertid inte längre uppfylla de växande kraven på långvågsinfraröd laserteknik. Det finns ett brådskande behov av att bryta igenom begränsningarna för befintliga material och utveckla högpresterande roman med långvågs Irnlo-material.
Nyligen genomförde forskare från Xinjiang Technical Institute of Physics and Chemistry, Chinese Academy of Sciences, en systematisk analys av prestationens ursprung för befintliga IRNLO -material. De föreslog en strukturell designstrategi som involverar den synergistiska montering av fördelaktiga funktionella enheter för att konstruera nya IRNLO -material. Med hjälp av familjen aⅱbⅱcⅳqⅵ₄ som mall modulerade de framgångsrikt bandgap och andra ordningens olinjära optiska effekter i selenidföreningar, vilket ledde till upptäckten av två nya långa våg-irnlo-material: srcdisise₄ och bacdise₄.
Dessa två föreningar uppvisar starka andra ordningens icke-linjära optiska svar, mäter 2,1 till 2,7 gånger Agas₂, medan deras bandgaps (2,67–2,78 eV) klassificerar dem som bredbandgap. Deras trösklar för laserskador är fyra gånger högre än för kommersiell Aggas₂, vilket gör dem lovande kandidater för effektiva, högeffektiva infraröd lasergenerering. Noterbart är Srcdsise₄ en kongruent smältande förening med gynnsamma kristalltillväxtegenskaper, vilket underlättar tillväxten av stora enstaka kristaller för praktiska tillämpningar.
Både experimentella och beräkningsresultat indikerar att den enastående omfattande prestanda för srcdise₄ och bacdise₄ främst härrör från den synergistiska montering av fördelaktiga funktionella enheter, inklusive [aⅱse₈], [cdse₄] och [sise₄].
De relaterade forskningsresultaten publicerades i avancerade funktionella material. Detta arbete stöds av Chinese Academy of Sciences strategiska prioriteringsprogram, National Natural Science Foundation of China och Natural Science Foundation i Xinjiang Uygur Autonomous Region, bland andra.