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Removal of A-Site Alkali and Alkaline Earth Metal Cations in KBe2BO3F2-Type Layered Structures To Enhance the Deep-Ultraviolet Nonlinear Optical Capability
Inorganic Chemistry ( IF 4.3 ) Pub Date : 2018-08-15 00:00:00 , DOI: 10.1021/acs.inorgchem.8b01712 Lei Kang 1, 2 , Zheshuai Lin 3 , Feng Liu 2 , Bing Huang 1
Inorganic Chemistry ( IF 4.3 ) Pub Date : 2018-08-15 00:00:00 , DOI: 10.1021/acs.inorgchem.8b01712 Lei Kang 1, 2 , Zheshuai Lin 3 , Feng Liu 2 , Bing Huang 1
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In order to generate deep-ultraviolet (DUV, λ < 200 nm) coherent light, many DUV-transparent nonlinear optical (NLO) compounds have been synthesized experimentally over the past few decades, most of which contain alkali or/and alkaline earth metal cations. However, to date, practical DUV NLO materials beyond KBe2BO3F2 (KBBF) are still very scarce. In this work, based on analysis of the DUV NLO effect induced by the A-site alkali and alkaline earth metal cations, we attempt to expand the options for DUV NLO compounds from a molecular engineering point of view. Accordingly, a useful strategy is proposed to design densely stacked layered structures without A-site cations as new and promising DUV NLO materials. Along with the available experimental and first-principles calculation results, it is demonstrated that layered structures in which the A-site cations are removed, such as Be2BO3F, Be2CO3F2, AlCO3F, SiCO3F2, AlNO3F2, PBO3F2, and PB3O6F2, whether real or hypothetical, exhibit excellent DUV NLO performances. Based on the findings, our strategy may open up new opportunities for the design and exploration of high-performance DUV NLO materials beyond KBBF.
中文翻译：
去除KBe 2 BO 3 F 2型分层结构中的A-位碱和碱土金属阳离子，以增强深紫外非线性光学能力
为了产生深紫外线（DUV，λ<200 nm）相干光，在过去的几十年中已经通过实验合成了许多DUV透明的非线性光学（NLO）化合物，其中大多数包含碱金属和/或碱土金属阳离子。但是，迄今为止，实用的DUV NLO材料超出了KBe 2 BO 3 F 2（KBBF）仍然非常稀缺。在这项工作中，基于对A位碱金属和碱土金属阳离子引起的DUV NLO效应的分析，我们试图从分子工程学的角度扩展DUV NLO化合物的选择范围。因此，提出了一种有用的策略来设计没有A-位阳离子的密集堆叠的层状结构，作为新的和有前途的DUV NLO材料。连同可用的实验和第一性原理计算结果一起，证明了去除A位阳离子的分层结构，例如Be 2 BO 3 F，Be 2 CO 3 F 2，AlCO 3 F，SiCO 3 F 2，AlNO 3 F图2所示的PBO 3 F 2和PB 3 O 6 F 2，无论是真实的还是假设的，都具有出色的DUV NLO性能。基于这些发现，我们的策略可能会为KBBF以外的高性能DUV NLO材料的设计和探索开辟新的机遇。
更新日期：2018-08-15
中文翻译：
去除KBe 2 BO 3 F 2型分层结构中的A-位碱和碱土金属阳离子，以增强深紫外非线性光学能力
为了产生深紫外线（DUV，λ<200 nm）相干光，在过去的几十年中已经通过实验合成了许多DUV透明的非线性光学（NLO）化合物，其中大多数包含碱金属和/或碱土金属阳离子。但是，迄今为止，实用的DUV NLO材料超出了KBe 2 BO 3 F 2（KBBF）仍然非常稀缺。在这项工作中，基于对A位碱金属和碱土金属阳离子引起的DUV NLO效应的分析，我们试图从分子工程学的角度扩展DUV NLO化合物的选择范围。因此，提出了一种有用的策略来设计没有A-位阳离子的密集堆叠的层状结构，作为新的和有前途的DUV NLO材料。连同可用的实验和第一性原理计算结果一起，证明了去除A位阳离子的分层结构，例如Be 2 BO 3 F，Be 2 CO 3 F 2，AlCO 3 F，SiCO 3 F 2，AlNO 3 F图2所示的PBO 3 F 2和PB 3 O 6 F 2，无论是真实的还是假设的，都具有出色的DUV NLO性能。基于这些发现，我们的策略可能会为KBBF以外的高性能DUV NLO材料的设计和探索开辟新的机遇。
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