硼酸鹽(Borates)結構類型豐(feng) 富,具有寬的透光範圍、高的光損傷(shang) 閾值、較好的熱穩定性和化學穩定性等一係列優(you) 良的物理化學性能,在、熒光材料、材料等領域有著廣泛而重要的應用。近50年來,人們(men) 已經發現了數以千計的新型硼酸鹽晶體(ti) ,使其成為(wei) 探索新型功能晶體(ti) 的熱點領域之一。
中國科學院物理研究所/北京凝聚態物理國家實驗室(籌)陳小龍研究員及其領導的功能晶體(ti) 研究與(yu) 應用中心在該領域進行了長期係統的研究工作,發現了一係列新型硼酸鹽功能晶體(ti) 材料:如YBa3B9O18是優(you) 良的薄片基質材料,並且在很高的稀土離子濃度下也不會(hui) 發生濃度淬滅;(K1-xNax)2Al2B2O7(0≤x<0.6)和MM''4(BO3)3(M=Na, M''=Ca, M=K, M''=Ca, Sr)等是優(you) 良的非線性光學材料,並且能夠生長出高質量的晶體(ti) ;LiSr4B3O9則具有硼酸鹽中很罕見的立方晶胞和高對稱性。相關(guan) 結果分別發表在《有機化學》(Inorgan Chstry ,43,8555,2004;44,6409,2005;,45,3042,2006)和《材料化學》(Chemistry of Materials ,7,2193,2005)上。
基於(yu) 已發現的大量硼酸鹽化合物,晶體(ti) 學研究者概括出了如下幾條規律作為(wei) 硼酸鹽結構化學的基礎:1,硼原子與(yu) 氧原子結合有BO3和BO4兩(liang) 種構型;2,BO3和BO4基團隻能共頂點連接;3,共頂點連接的BO3和BO4基團構成陰離子基團。其中,B-O基團間的共頂點連接是Pauli第三和第四規則的直接推論。近期,德國科學家Huppertz等人在高壓條件下獲得了具有共邊連接(-sharing)構型的硼酸鹽晶體(ti) (J. Am. Chem. 124,9376,2002),但得到的晶體(ti) 在常壓下是非穩相,因而共邊連接隻被視為(wei) 極端條件下對硼酸鹽結構化學的擴充。而在最新研究中,金士鋒、陳小龍等首次在常壓下製備出了具有穩定Edge-sharing構型的硼酸鹽晶體(ti) KZnB3O6,從(cong) 而擴展了人們(men) 對硼酸鹽結構化學一條主要規律的認識:由共邊連接的BO4基團構成的晶體(ti) 在能量上可以是更為(wei) 有利的。
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