【儀表網 研發快訊】非線性光學材料是固體激光器的重要組成部分，作為基準紅外非線性材料的金屬硫化物AgGaS2和AgGaSe2因在紅外區域的傳輸范圍寬、非線性光學響應大等原因成為首選材料，但它們的抗激光損傷閾值較低，阻礙了其高功率應用。
寬帶隙和高熱導率是提升抗激光損傷閾值的關鍵，然而，隨著帶隙增大，非線性光學響應和熱導率均有下降的趨勢，尋找具有高熱導率的非線性光學晶體頗具挑戰性。隨著計算技術的發展，基于第一性原理的高通量篩選已成為加速新材料發現的重要方法，而針對非線性光學材料的篩選通常應用于特定的硫化物或硼酸鹽體系，缺少對于更廣泛的化學空間的探索。此外，篩選或設計條件集中在大非線性光學系數和寬帶隙上，而熱導率因計算資源的限制而較難評估，在高通量篩選中往往被忽視。
近日，中國科學院新疆理化技術研究所晶體材料研究中心報道了一種無偏高通量篩選方法，用于具有高熱導率的非線性光學材料。該研究首次在非線性光學領域實現了熱導率的高通量計算，并將熱導率屬性納入非線性光學晶體的高通量篩選評估體系。研究通過高效、多級的高通量篩選方法，從數據庫Material Project的140000多種材料中，篩選得到17種具有高熱導率的非線性光學候選材料。
它們均具有良好的光學性能：大的非線性光學響應(0.5-2.9×AgGaS2)、寬帶隙(2.59-4.09 eV)。研究還對篩選得到的化合物Sr2SnS4進行實驗合成，測試了其非線性光學響應，驗證了篩選的有效性。詳細的結構-性能分析揭示了氮化物與硫屬化合物在非線性光學活性基元和熱導率等方面的不同。該研究提出的高通量篩選方法為搜索具有高熱導率的非線性光學材料提供了強大的工具。
相關研究成果發表在《德國應用化學》上。研究工作得到國家自然科學基金和中科院等的支持。
靶向高通量篩選的工作流程
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