Infrarøde ikke-lineære optiske (irnlo) krystaller fungerer som nøkkelkomponenter for laserfrekvenskonvertering og spiller en viktig rolle i lasere med alle solid-tilstand. For øyeblikket inkluderer kommersielt tilgjengelige Irnlo-krystaller hovedsakelig chalcopyrite-type forbindelser som AGGAS₂, AGGASE₂ og ZNGEP₂. På grunn av deres iboende ytelsesbegrensninger, kan disse materialene imidlertid ikke lenger oppfylle de økende kravene til langbølget infrarød laserteknologi. Det er et presserende behov for å bryte gjennom begrensningene for eksisterende materialer og utvikle høy ytelse roman langbølge irnlo-materialer.
Nylig gjennomførte forskere fra Xinjiang Technical Institute of Physics and Chemistry, Chinese Academy of Sciences, en systematisk analyse av prestasjonsopprinnelsen til eksisterende irnlo -materialer. De foreslo en strukturell designstrategi som involverte den synergistiske samlingen av fordelaktige funksjonelle enheter for å konstruere nye irnlo -materialer. Ved å bruke aⅱbⅱcⅳqⅵ₄-familien som en mal modulerte de vellykket bandgap og andreordens ikke-lineære optiske effekter i selenidforbindelser, noe som førte til oppdagelsen av to nye bølge irnlo-materialer: srcdsise₄ og bacdsise₄.
Disse to forbindelsene viser sterke andreordens ikke-lineære optiske responser, og måler 2,1 til 2,7 ganger den for AGGAS₂, mens bandgapene deres (2,67–2,78 eV) klassifiserer dem som bredbånds-halvledere. Deres laserskadeterskler er fire ganger høyere enn for kommersielle aggas₂, noe som gjør dem til å lovende kandidater for effektiv, høykraftig langbølget infrarød lasergenerering. Spesielt er SRCDSISE₄ en kongruent smeltende forbindelse med gunstige krystallvekstegenskaper, noe som letter veksten av store enkeltkrystaller for praktiske anvendelser.
Både eksperimentelle og beregningsresultater indikerer at den enestående omfattende ytelsen til SRCDSISE₄ og BACDSISE₄ hovedsakelig stammer fra den synergistiske monteringen av fordelaktige funksjonelle enheter, inkludert [Aⅱse₈], [CDSE₄] og [Sise₄].
De relaterte forskningsresultatene ble publisert i avanserte funksjonelle materialer. Dette arbeidet ble støttet av Chinese Academy of Sciences 'Strategic Priority Research Program, National Natural Science Foundation of China og Natural Science Foundation of Xinjiang Uygur Autonomous Region, blant andre.