Small:晶态多孔材料的非线性光学

近年来,晶态多孔材料在光学倍频、双光子吸收/发射、光限幅效应、光电转换、生物成像等非线性光学领域得到了广泛的应用。多孔材料的结构多样性与灵活性为偶极生色团的有序组织提供了丰富的选择,成为理想的非线性光学材料。

非线性光学(NLO)主要研究强光与物质的相互作用。当强光如脉冲激光作用于光学介质时,会引起介质本身光学性质的变化,而这种变化又可反过来用于对光的调控。具有规则孔道结构的晶态多孔材料可以封装不同的客体分子,进而展现出不同的NLO特性。由于多孔材料中有机组分的存在,使得多孔材料在调整孔径和结构方面具有很高的自由度和灵活性。通过改变有机组分,可方便地调节多孔材料的带隙,从而有效提高多孔材料的光吸收和利用效率,实现其光学性能的提高与优化。

近期,南开大学材料科学与工程学院徐加良研究员、卜显和教授应邀在Small上系统综述了近些年来晶态多孔材料在非线性光学方面的最新进展(论文信息附后)。

作者们讨论了三种常见的晶态多孔材料(金属有机框架MOFs、共价有机框架COFs与杂多酸盐POMs)的非线性光学应用。综述主体总结了手性与非手性晶态多孔材料的二阶NLO,以及纯有机材料和有机/无机杂化材料的三阶NLO。重点讨论了晶态多孔NLO材料的稳定性、机械强度和光学透明度等关键参数,对多孔晶体NLO材料的发展现状进行了评价,提出了晶态多孔NLO材料在光学领域的应用前景,最后展望了晶态多孔NLO材料发展面临的挑战和未来的努力方向。

通讯作者简介

徐加良,南开大学材料科学与工程学院特聘研究员,博士生导师。研究方向为光学功能材料和器件。以第一或通讯作者在Nature Commun.Adv. Mater.Nano Lett.ACS NanoChem. Sci.等重要学术期刊发表SCI论文50余篇,论文被引用3300余次,H因子为31。担任Chin. Chem. Lett.青年编委和中国晶体协会青年工作委员会委员;作为客座编辑为Adv. Mater., Adv. Funct. Mater., Small, Adv. Optical Mater., Mater. Chem. Front., SCIENCE CHINA Mater.等杂志组织主题专刊。主持国家自然科学基金、荷兰研究理事会NWO VENI基金、天津市自然科学基金等。

卜显和,南开大学材料科学与工程学院教授,国家杰出青年科学基金获得者,教育部“长江学者”特聘教授。金属与分子基材料化学天津市重点实验室主任;中国化学会理事、中国晶体学会理事;中国化学会晶体化学专业委员会主任和中国化学会无机化学专业委员会委员;教育部“创新团队发展计划”带头人和国家自然科学基金创新群体带头人等。已发表SCI论文400余篇, 论文他引17000余次,H因子85,入选2016-2019爱思唯尔中国高被引学者。获国家自然科学二等奖(2014年)、天津市自然科学特等奖(2018)、天津市自然科学一等奖(2002、2011)、教育部霍英东教育基金会研究类青年教师奖(2000)、天津市科技进步二等奖(1999)、天津青年科技奖(1998)、中国侨届贡献奖(创新人才)(2016)等。入选教育部“跨世纪人才”(1997)、获政府特殊津贴(1999)、天津市“131”人才工程第一层次(2000)、人事部等七部委“新世纪首批百千万人才工程”国家级人选(2004)、天津市授衔无机化学专家(2004)、天津市劳动模范(2005)、卢嘉锡优秀导师奖(2010)、中国侨界贡献奖(2012)、英国皇家化学会会士(FRSC, 2014)、首批天津市杰出人才(2016)、天津市优秀科技工作者(2017)、天津市最美科技工作者称号(2019)等。

论文信息:

Crystalline Porous Materials for Nonlinear Optics

Rongchao Shi, Xiao Han, Jialiang Xu*, Xian‐He Bu*

Small

DOI: 10.1002/smll.202006416