A General Principle for DUV NLO Materials: π‐Conjugated Confinement Enlarges Band Gap**

共轭体系 双折射 带隙 材料科学 各向异性 光电子学 非线性系统 光学 物理 聚合物 量子力学 复合材料
作者
Lin Xiong,Li‐Ming Wu,Ling Chen
出处
期刊:Angewandte Chemie [Wiley]
卷期号:60 (47): 25063-25067 被引量:155
标识
DOI:10.1002/anie.202110740
摘要

Current nonlinear optical materials face a conventional limitation in the trade-off between the band gap and birefringence, especially in the deep UV spectral region. To circumvent this dilemma, we propose a general principle, π-conjugated confinement, to partially decouple the interunit π-conjugated interactions by the separation of non-π-conjugated units. The goal is to further enlarge the band gap to a value larger than that of the singular π-conjugated counterpart and to maintain a suitable density of π-conjugated units to gain a large optical anisotropy. We reveal that π-conjugated confinement is a shared structural feature for all DUV NLO materials known to date, and thus, it provides a novel and essential design criterion for future design synthesis. Guided by this principle, the carbonophosphates are predicted to be a new promising DUV candidate system. Sr3 Y[PO4 ][CO3 ]3 (1) and Na3 X[PO4 ][CO3 ] (X=Ba, Sr, Ca, Mg, 2-5) exhibit not only greatly enhanced birefringence that is 3-24 times larger than that of singular phosphates but also enhanced band gaps that are 0.2-1.7 eV wider than those of singular carbonates.
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