非线性光学晶体材料是满足全固态激光器实现多波段激光输出的关键核心材料，但目前仍缺乏性能优异的非线性光学晶体。同质多晶体具有多变的结构-性能关系，能够很好的调控材料性能，河北大学化学与环境科学学院副研究员武奎通过系统调研所有已知的51种非线性光学同质多晶体，包括氧化物、卤化物、及硫属化合物，对上述材料的“相变—结构转变—非线性光学性能”三者关系进行了总结和分析，概括了非线性光学同质多晶体的相变条件以及结构—性能之间的调控关系。该研究成果以综述的形式发表在《配位化学综述》。
在非线性光学同质多晶体的研发中，武奎研究团队通过调控原料比例和合成温度等，设计合成出SrCu2SnS4同质多晶，分析了材料相变与性能调控之间的机理关系。测试结果表明两相均具有与商业化红外非线性光学晶体硫镓银相当的倍频能力，但抗激光损伤能力有了显著的提高，同时基于变温粉末XRD测试和差热分析方法确定了两相之间的相转变温度和不可逆的相转变行为。该成果发表在《化学材料》。
为了进一步获得高激光损伤阈值的红外非线性光学材料，武奎研究团队设计在晶体结构中引入共价性更强的功能基元与高正电性的碱土金属结合来合成新材料，成功制备出3种新的硅硫化合物。三种材料结晶于不同的空间群，结构对比发现一价阳离子对材料的结构类型有很强的调控作用，同时上述材料抗激光损伤能力有了很大的提升。该研究结果发表在《材料化学杂志C刊》。
相关论文信息：https://doi.org/10.1016/j.ccr.2020.213380
https://doi.org/10.1021/acs.chemmater.9b04842
https://doi.org/10.1039/C9TC06077D
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