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A-site cation manipulation of exemplary second harmonic generation response and optical anisotropy in rare-earth borates
Chemical Science ( IF 7.6 ) Pub Date : 2024-09-06 , DOI: 10.1039/d4sc05081a Jie Song 1 , Huijian Zhao 1 , Conggang Li 1, 2 , Ning Ye 1 , Zhanggui Hu 1 , Yicheng Wu 1
Chemical Science ( IF 7.6 ) Pub Date : 2024-09-06 , DOI: 10.1039/d4sc05081a Jie Song 1 , Huijian Zhao 1 , Conggang Li 1, 2 , Ning Ye 1 , Zhanggui Hu 1 , Yicheng Wu 1
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Ultraviolet nonlinear optical (UV NLO) materials have garnered significant interest for their prospective applications in advanced laser technologies. However, tailoring the desired structure in these materials remains a formidable challenge. Here, we propose a simple yet effective strategy for synthesizing rare-earth borates, KxNa3−xLa2B3O9 (x = 2–3), by manipulating the A-site cations to induce structural evolution. Notably, KxNa3−xLa2B3O9 undergoes a phase transition from the Pnc2 to the Amm2 space group by adjusting the K+ content to reach x = 2.6. Moreover, the target compounds exhibit strong phase-matching second harmonic generation (SHG) efficiencies, ranging from 1.3 to 3.3 times that of KDP (KH2PO4), and feature short UV cutoff edges of around 204–208 nm. Additionally, the correlation between microscopic polarizability, optical anisotropy, and the structural evolution of these materials was characterized through structural and theoretical analyses. These findings highlight the potential applications of KxNa3−xLa2B3O9 as UV NLO materials and underscore the viability of manipulating A-site cations to fabricate NLO crystals with desirable properties.
中文翻译：
稀土硼酸盐中示例性二次谐波产生响应和光学各向异性的 A 位阳离子操控
紫外非线性光学（UV NLO）材料因其在先进激光技术中的潜在应用而引起了人们的极大兴趣。然而，在这些材料中定制所需的结构仍然是一个艰巨的挑战。在这里，我们提出了一种简单而有效的合成稀土硼酸盐的策略，K x Na 3− x La 2 B 3 O 9 ( x = 2–3)，通过操纵A位阳离子来诱导结构演化。值得注意的是，通过调整K +含量达到x = 2.6，K x Na 3− x La 2 B 3 O 9经历从Pnc 2 到Amm 2 空间群的相变。此外，目标化合物表现出强大的相位匹配二次谐波产生（SHG）效率，范围为KDP（KH 2 PO 4 ）的1.3至3.3倍，并具有约204-208 nm的短紫外截止边缘。此外，还通过结构和理论分析表征了微观极化率、光学各向异性和这些材料的结构演化之间的相关性。 这些发现强调了 K x Na 3− x La 2 B 3 O 9作为 UV NLO 材料的潜在应用，并强调了操纵 A 位阳离子来制造具有所需性能的 NLO 晶体的可行性。
更新日期：2024-09-06
中文翻译：
稀土硼酸盐中示例性二次谐波产生响应和光学各向异性的 A 位阳离子操控
紫外非线性光学（UV NLO）材料因其在先进激光技术中的潜在应用而引起了人们的极大兴趣。然而，在这些材料中定制所需的结构仍然是一个艰巨的挑战。在这里，我们提出了一种简单而有效的合成稀土硼酸盐的策略，K x Na 3− x La 2 B 3 O 9 ( x = 2–3)，通过操纵A位阳离子来诱导结构演化。值得注意的是，通过调整K +含量达到x = 2.6，K x Na 3− x La 2 B 3 O 9经历从Pnc 2 到Amm 2 空间群的相变。此外，目标化合物表现出强大的相位匹配二次谐波产生（SHG）效率，范围为KDP（KH 2 PO 4 ）的1.3至3.3倍，并具有约204-208 nm的短紫外截止边缘。此外，还通过结构和理论分析表征了微观极化率、光学各向异性和这些材料的结构演化之间的相关性。 这些发现强调了 K x Na 3− x La 2 B 3 O 9作为 UV NLO 材料的潜在应用，并强调了操纵 A 位阳离子来制造具有所需性能的 NLO 晶体的可行性。
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