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AZn2BO3X2(A = K, Rb, NH4; X = Cl, Br): New Members of KBBF Family Exhibiting Large SHG Response and the Enhancement of Layer Interaction by Modified Structures
Chemistry of Materials ( IF 7.2 ) Pub Date : 2016-12-13 00:00:00 , DOI: 10.1021/acs.chemmater.6b04272 Guangsai Yang 1, 2 , Pifu Gong 3 , Zheshuai Lin 3 , Ning Ye 1
Chemistry of Materials ( IF 7.2 ) Pub Date : 2016-12-13 00:00:00 , DOI: 10.1021/acs.chemmater.6b04272 Guangsai Yang 1, 2 , Pifu Gong 3 , Zheshuai Lin 3 , Ning Ye 1
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A new category of five KBBF-analogy nonlinear optical (NLO) materials, AZn2BO3X2 (A = K, Rb, NH4; X = Cl, Br), are developed by the tetrahedron substitution of BeO3F for ZnO3X from KBe2BO3F2 (KBBF). They preserve the structural merits of KBBF, consisting of the infinite planar [Zn2BO3X2]∞ layers. Optical measurements on this series of NLO crystals reveal that they are phase-matchable in the visible and UV region with powder second-harmonic generation (SHG) responses being more than twice that of isostructural KBBF. First-principles calculations and atom-cutting analysis were carried out to demonstrate that enhanced SHG response originates from the cooperative effect of coparallel [BO3] triangles and distorted ZnO3Cl/Br tetrahedra. The theoretical calculations and experimental results show that AZn2BO3X2 exhibits a less-developed layer habit compared with KBBF. Especially, because of the existence of relatively strong hydrogen bond between NH4+ groups and [Zn2BO3Cl2]∞ layers, NH4Zn2BO3Cl2 crystal exhibits the best growth behavior along the c axis. These results show that they may have prospects as a kind of UV nonlinear optical material.
中文翻译：
AZn 2 BO 3 X 2（A = K，Rb，NH 4 ; X = Cl，Br）：KBBF家族的新成员表现出较大的SHG反应并通过修饰结构增强了层间相互作用
通过用BeO 3 F的四面体取代ZnO的方法开发了五种KBBF类非线性光学（NLO）材料，即AZn 2 BO 3 X 2（A = K，Rb，NH 4 ; X = Cl，Br）。3从KBE X 2 BO 3 ˚F 2（KBBF）。它们保留了KBBF的结构优点，其中包括无限的平面[Zn 2 BO 3 X 2 ] ∞层。对这一系列NLO晶体的光学测量表明，它们在可见光和紫外线区域是相位匹配的，粉末二次谐波产生（SHG）响应是同构KBBF的两倍以上。进行了第一性原理计算和原子切割分析，结果表明增强的SHG响应源自平行[BO 3 ]三角形和扭曲的ZnO 3 Cl / Br四面体的协同作用。理论计算和实验结果表明，与KBBF相比，AZn 2 BO 3 X 2的层养成较不发达。特别是由于NH 4 +之间存在相对较强的氢键在[Zn 2 BO 3 Cl 2 ] ∞族和[Zn 2 BO 3 Cl 2 ] ∞层中，NH 4 Zn 2 BO 3 Cl 2晶体沿c轴显示出最佳生长行为。这些结果表明，它们作为一种紫外线非线性光学材料具有广阔的应用前景。
更新日期：2016-12-13
中文翻译：
AZn 2 BO 3 X 2（A = K，Rb，NH 4 ; X = Cl，Br）：KBBF家族的新成员表现出较大的SHG反应并通过修饰结构增强了层间相互作用
通过用BeO 3 F的四面体取代ZnO的方法开发了五种KBBF类非线性光学（NLO）材料，即AZn 2 BO 3 X 2（A = K，Rb，NH 4 ; X = Cl，Br）。3从KBE X 2 BO 3 ˚F 2（KBBF）。它们保留了KBBF的结构优点，其中包括无限的平面[Zn 2 BO 3 X 2 ] ∞层。对这一系列NLO晶体的光学测量表明，它们在可见光和紫外线区域是相位匹配的，粉末二次谐波产生（SHG）响应是同构KBBF的两倍以上。进行了第一性原理计算和原子切割分析，结果表明增强的SHG响应源自平行[BO 3 ]三角形和扭曲的ZnO 3 Cl / Br四面体的协同作用。理论计算和实验结果表明，与KBBF相比，AZn 2 BO 3 X 2的层养成较不发达。特别是由于NH 4 +之间存在相对较强的氢键在[Zn 2 BO 3 Cl 2 ] ∞族和[Zn 2 BO 3 Cl 2 ] ∞层中，NH 4 Zn 2 BO 3 Cl 2晶体沿c轴显示出最佳生长行为。这些结果表明，它们作为一种紫外线非线性光学材料具有广阔的应用前景。
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