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Designing a Strong Second-Harmonic Generation Polar Iodate by the Structure-Directing Properties of the “Tumbler-like” [Zn(IO3)(I2O5(OH))] Polyanions
ACS Materials Letters ( IF 9.6 ) Pub Date : 2023-05-08 , DOI: 10.1021/acsmaterialslett.3c00239
Jiale Chen 1 , Pengcheng Yang 1 , Hongwei Yu 1 , Zhanggui Hu 1 , Jiyang Wang 1 , Yicheng Wu 1 , Hongping Wu 1
ACS Materials Letters ( IF 9.6 ) Pub Date : 2023-05-08 , DOI: 10.1021/acsmaterialslett.3c00239
Jiale Chen 1 , Pengcheng Yang 1 , Hongwei Yu 1 , Zhanggui Hu 1 , Jiyang Wang 1 , Yicheng Wu 1 , Hongping Wu 1
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Materials with second-harmonic generation (SHG) properties have attracted great attention in the field of photon technology. However, synthesis of materials with strong SHG responses and polar structure still faces enormous challenges. Herein, a new iodate K2Zn(IO3)3(I2O5(OH))(IO2(OH))(H2O) (KZIOH) was synthesized by coupling distorted ZnO6 octahedra with three diverse asymmetrical chromophores to assemble “tumbler-like” clusters, [Zn(IO3)(I2O5(OH))], which was the first noncentrosymmetric (NCS) and polar iodate containing isolated [IO3], [I2O5(OH)], and [IO2(OH)]. KZIOH exhibits the strongest SHG response (∼12 × KH2PO4 (KDP)@1064 nm) among the polyiodates with two or more types of isolate units and a short ultraviolet cutoff edge (262 nm). It also possesses a moderate birefringence (0.055@532 nm) and a wide band gap (4.0 eV), indicating KZIOH is a promising SHG material. Theoretical calculations and crystal structure analysis show that the asymmetric and top-heavy configurations of I–O groups around Zn-centered octahedral units with the aid of hydrogen bonding favor its polar structure and strong SHG response.
中文翻译：
通过“类滚筒”[Zn(IO3)(I2O5(OH))] 聚阴离子的结构导向特性设计强二次谐波生成的极性碘酸盐
具有二次谐波产生（SHG）特性的材料在光子技术领域引起了极大的关注。然而，合成具有强倍频响应和极性结构的材料仍然面临着巨大的挑战。在此，通过将扭曲的 ZnO 6 八面体与三种不同的不对称发色团偶联，合成了一种新的碘酸盐 K 2 Zn ( IO 3 ) 3 ( I 2 O 5 (OH))(IO 2 ( OH))(H 2 O) (KZIOH)组装“不倒翁状”簇 [Zn(IO 3 )(I 2 O 5 (OH))]，这是第一个非中心对称 (NCS) 和极性碘酸盐，含有孤立的 [IO 3]、[I 2 O 5 (OH)]和[IO 2 (OH)]。KZIOH在具有两种或多种类型的隔离单元和短紫外线截止边缘 (262 nm) 的聚碘酸盐中表现出最强的 SHG 响应（~12 × KH 2 PO 4 (KDP)@1064 nm）。它还具有中等双折射率 (0.055@532 nm) 和宽带隙 (4.0 eV)，表明 KZIOH 是一种很有前途的 SHG 材料。理论计算和晶体结构分析表明，在氢键的帮助下，以锌为中心的八面体单元周围的 I-O 基团的不对称和头重脚轻的构型有利于其极性结构和强 SHG 响应。
更新日期：2023-05-08
中文翻译：
通过“类滚筒”[Zn(IO3)(I2O5(OH))] 聚阴离子的结构导向特性设计强二次谐波生成的极性碘酸盐
具有二次谐波产生（SHG）特性的材料在光子技术领域引起了极大的关注。然而，合成具有强倍频响应和极性结构的材料仍然面临着巨大的挑战。在此，通过将扭曲的 ZnO 6 八面体与三种不同的不对称发色团偶联，合成了一种新的碘酸盐 K 2 Zn ( IO 3 ) 3 ( I 2 O 5 (OH))(IO 2 ( OH))(H 2 O) (KZIOH)组装“不倒翁状”簇 [Zn(IO 3 )(I 2 O 5 (OH))]，这是第一个非中心对称 (NCS) 和极性碘酸盐，含有孤立的 [IO 3]、[I 2 O 5 (OH)]和[IO 2 (OH)]。KZIOH在具有两种或多种类型的隔离单元和短紫外线截止边缘 (262 nm) 的聚碘酸盐中表现出最强的 SHG 响应（~12 × KH 2 PO 4 (KDP)@1064 nm）。它还具有中等双折射率 (0.055@532 nm) 和宽带隙 (4.0 eV)，表明 KZIOH 是一种很有前途的 SHG 材料。理论计算和晶体结构分析表明，在氢键的帮助下，以锌为中心的八面体单元周围的 I-O 基团的不对称和头重脚轻的构型有利于其极性结构和强 SHG 响应。
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