探索新型深紫外非线性光学材料是现代科学研究的一个重要的前沿方向。如何获得具有大的非线性光学系数、合适的双折射率、以及优良的物理化学性能和良好生长习性的紫外、深紫外非线性光学晶体已经成为一个重大的挑战。硼铍酸盐因其具有优异的深紫外透光性能而成为深紫外非线性光学晶体研究热点。

由于KBBF（KBe₂BO₃F₂）在深紫外区拥有最优秀的非线性光学性能，而不同种类和数量的金属阳离子会影响阴离子基团构型及空间排列，中科院理化所人工晶体研究发展中心陈创天研究员领导的课题组将碱金属和碱土金属复合阳离子引入到氟硼铍酸盐中，从而获得了一种新型的氟硼铍酸盐NaSr₃Be₃B₃O₉F₄，并在其结构中发现了一种新型的阴离子基团[Be₃B₃O₁₂F]^10-，由于其具有较大的共轭结构且在空间整齐排列而表现出大的微观非线性效应（4倍KDP），是非线性光学材料结构设计中一个优秀的结构设计单元。紫外透过光谱测试结果表明其具有较短的紫外截止边长，约为170nm，因此很可能在深紫外或紫外区域有实际应用价值。研究成果以通讯的形式发表在德国应用化学杂志上（Angew. Chem. Int. Ed. 2011, 50, 9141–9144）。同时，在通过阴阳离子双重替代对重要的非线性光学晶体SBBO（Sr₂Be₂B₂O₇）结构进行调控时获得了一系列“类SBBO”新化合物MM′Be₂B₂O₆F (M=Na,M′=Ca;M=K,M′=Ca,Sr)，在MM′Be₂B₂O₆F系列中不仅消除了SBBO中的存在的结构多型性问题，也表现出了良好的生长习性，其中NaCaBe₂B₂O₆F具有较好的非线性光学性能和深紫外截止边。研究成果以全文的形式发表在材料化学杂志上（Chem. Mater. 2011, 23, 5457？5463）。复合阳离子氟硼铍酸盐体系的研究工作为新型深紫外非线性光学晶体材料的研究开辟了一个新的探索方向。

相关研究工作得到了国家自然科学基金、国家重点基础研究项目（973项目）等的支持。

[Be₃B₃O₁₂F]^10-阴离子基团及其排列方式

NaCaBe₂B₂O₆F与SBBO的结构关系