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  • 科研進展

    新疆理化所在新型氟化硼酸鹽結構化學研究方面取得進展

    發布時間:2024-04-07

    硼酸鹽因其結構的多樣性和優異的光學性能,而成為探索新型光學晶體的豐富來源之一。[BO2]一維無限鏈具有較好的光學各向異性,在設計紫外光學晶體材料方面引起了科學家極大的興趣。目前在硼酸鹽中,一維無限鏈可分為以下六種類型:第一種是僅由[BO3]基元組合,第二種是僅由[BO4]基元組合,第三種是僅由[BO2F2]基元組合,第四種是由[BO3],[BO3F]和[BO2F2]基元組合,第五種是由[BO3]和[BO4]基元組合,第六種是由[BO4]和[BO3F]基元組合(Chem. Rev.,2021,12,1130-1202)。探索新型一維鏈,對于優異光學材料的發現,具有重大意義。除此以外,有關影響雙折射的研究主要集中在陰離子框架上,而具有孤對電子的金屬陽離子,尤其是三價銻離子,對雙折射影響的研究仍然較少。雖然第一例硼酸銻已被發現多年,但具有立構化學活性的氟化硼酸銻至今仍未被發現。

    中國科學院新疆理化技術研究所晶體材料研究中心長期從事硼酸鹽新型紫外、深紫外光電功能晶體的研究。近期,研究團隊通過高溫熔液法,成功得到了第一例氟化硼酸銻(III),化學式為SbB2O4F。研究人員首次在氟化硼酸鹽體系中,發現了第七種一維無限鏈形態,它是僅由[BO3]和[BO3F]基元組合形成的[B2O4F]鏈。通過第一性原理計算,研究人員發現在SbB2O4F的結構中,具有較強立構化學活性的畸變銻氧多面體和共軛[BO3]基元對雙折射的增益起到協同作用。將[B2O4F]鏈與具有孤對電子的銻元素進行結合,SbB2O4F表現出很大的雙折射(?n = 0.171 @ 1064nm)和較短的紫外截止邊緣(約 220 nm),是一種潛在的紫外雙折射材料。

    相關研究成果以通訊的形式發表在《化學通訊》(Chem. Commun.,2024,60,2653-2656)上,新疆理化技術研究所為唯一完成單位,新疆理化技術研究所晶體材料研究中心潘世烈和韓健研究員為通訊作者,博士研究生胡晨輝為第一作者。該研究工作得到新疆維吾爾自治區、中國科學院和國家自然科學基金委員會等項目的資助。

    論文鏈接:https://doi.org/10.1039/D3CC05784D

    具有一維無限鏈狀陰離子框架的硼酸鹽結構化學現狀圖及本工作


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