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(NH4)2(I5O12)(IO3) and K1.03(NH4)0.97(I5O12)(IO3): Mixed-Valent Polyiodates with Unprecedented I5O12− Unit Exhibiting Strong Second-Harmonic Generation Responses and Giant Birefringence
Small ( IF 13.0 ) Pub Date : 2023-07-25 , DOI: 10.1002/smll.202304388
Nan Ma 1, 2, 3 , Jin Chen 3 , Bing-Xuan Li 3 , Chun-Li Hu 3, 4 , Jiang-Gao Mao 1, 2, 3
Small ( IF 13.0 ) Pub Date : 2023-07-25 , DOI: 10.1002/smll.202304388
Nan Ma 1, 2, 3 , Jin Chen 3 , Bing-Xuan Li 3 , Chun-Li Hu 3, 4 , Jiang-Gao Mao 1, 2, 3
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Second-harmonic generation (SHG) response and birefringence are crucial properties for linear and nonlinear optical (NLO) materials, while it is difficult to further optimize these two key properties by using a single traditional functional building block (FBB) in one compound. Herein, a novel IO45− unit is identified, which possesses a square-planar configuration and two stereochemically active lone-pairs (SCALPs). By combining IO45− and IO3− units, the first examples of mixed-valent polyiodates featuring an unprecedented bowl-shaped I5O12− polymerized unit, namely (NH4)2(I5O12)(IO3) and K1.03(NH4)0.97(I5O12)(IO3), are successfully synthesized. Excitingly, both crystals exhibit strong SHG responses (16 × KDP and 19.5 × KDP @1064 nm) as well as giant birefringence (∆nexp = 0.431 and 0.405 @546 nm). Detailed structure-property analyses reveal that the parallel aligned planar IO45− units induce the properly aligned high-density SCALPs, leading to strong SHG response and giant birefringence for both materials. This work not only provides two new potential NLO and birefringent crystals, but also discovers a novel promising FBB (IO45−) for developing high-performance linear and nonlinear optical materials.
中文翻译：
(NH4)2(I5O12)(IO3) 和 K1.03(NH4)0.97(I5O12)(IO3)：具有前所未有的 I5O12− 单元的混合价聚碘酸盐，表现出强烈的二次谐波产生响应和巨大的双折射
二次谐波产生（SHG）响应和双折射是线性和非线性光学（NLO）材料的关键特性，而通过在一种化合物中使用单一传统功能构建块（FBB）来进一步优化这两个关键特性是很困难的。在此，鉴定出一种新型的 IO 4 5−单元，其具有方形平面构型和两个立体化学活性孤对电子对（SCALP）。通过结合 IO 4 5−和 IO 3 −单元，混合价多碘酸盐的第一个例子具有前所未有的碗形 I 5 O 12 −聚合单元，即 (NH 4 ) 2 (I 5 O 12 )(IO 3 )成功合成了K 1.03 (NH 4 ) 0.97 (I 5 O 12 )(IO 3 )。令人兴奋的是，两种晶体都表现出强烈的倍频响应（16 × KDP 和 19.5 × KDP @1064 nm）以及巨大的双折射（Δ n exp = 0.431 和 0.405 @546 nm）。详细的结构性能分析表明，平行排列的平面 IO 4 5−单元会诱导正确排列的高密度 SCALP，从而导致两种材料产生强烈的 SHG 响应和巨大的双折射。这项工作不仅提供了两种新的潜在的非线性光学和双折射晶体，而且还发现了一种新的有前景的FBB（IO 4 5−），用于开发高性能线性和非线性光学材料。
更新日期：2023-07-25
中文翻译：
(NH4)2(I5O12)(IO3) 和 K1.03(NH4)0.97(I5O12)(IO3)：具有前所未有的 I5O12− 单元的混合价聚碘酸盐，表现出强烈的二次谐波产生响应和巨大的双折射
二次谐波产生（SHG）响应和双折射是线性和非线性光学（NLO）材料的关键特性，而通过在一种化合物中使用单一传统功能构建块（FBB）来进一步优化这两个关键特性是很困难的。在此，鉴定出一种新型的 IO 4 5−单元，其具有方形平面构型和两个立体化学活性孤对电子对（SCALP）。通过结合 IO 4 5−和 IO 3 −单元，混合价多碘酸盐的第一个例子具有前所未有的碗形 I 5 O 12 −聚合单元，即 (NH 4 ) 2 (I 5 O 12 )(IO 3 )成功合成了K 1.03 (NH 4 ) 0.97 (I 5 O 12 )(IO 3 )。令人兴奋的是，两种晶体都表现出强烈的倍频响应（16 × KDP 和 19.5 × KDP @1064 nm）以及巨大的双折射（Δ n exp = 0.431 和 0.405 @546 nm）。详细的结构性能分析表明，平行排列的平面 IO 4 5−单元会诱导正确排列的高密度 SCALP，从而导致两种材料产生强烈的 SHG 响应和巨大的双折射。这项工作不仅提供了两种新的潜在的非线性光学和双折射晶体，而且还发现了一种新的有前景的FBB（IO 4 5−），用于开发高性能线性和非线性光学材料。
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