中遠(yuǎn)紅外非線性光學(xué)（NLO）晶體材料在激光領(lǐng)域具有重要應(yīng)用（如激光雷達(dá)、激光通訊、紅外遙測(cè)、光電對(duì)抗等）。目前，在紅外波段應(yīng)用的主要材料有AgGaS₂，AgGaSe₂和ZnGeP₂，這些材料具有NLO系數(shù)大、在中遠(yuǎn)紅外波段透過(guò)范圍寬等優(yōu)點(diǎn)，但同時(shí)存在激光損傷閾值較低或雙光子吸收等問(wèn)題，難以滿足大功率激光發(fā)展的要求，因此探索新的兼具大的NLO系數(shù)和高的激光損傷閾值的晶體材料成為這一領(lǐng)域突破的關(guān)鍵。 

　　在中國(guó)科學(xué)院戰(zhàn)略性先導(dǎo)科技專項(xiàng)、國(guó)家自然科學(xué)基金等的資助下，中國(guó)科學(xué)院福建物質(zhì)結(jié)構(gòu)研究所結(jié)構(gòu)化學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室研究員郭國(guó)聰領(lǐng)導(dǎo)的研究團(tuán)隊(duì)為了克服大NLO系數(shù)及高激光損傷閾值難以兼得的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)瓶頸，采用雙“功能基元”的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)思路，即把“抗激光損傷功能基元”（由電負(fù)性差異大的元素構(gòu)建聚陽(yáng)離子基團(tuán)以增加帶隙進(jìn)而提高激光損傷閾值）和“NLO活性功能基元”（引入共價(jià)性為主的結(jié)構(gòu)單元來(lái)增大NLO系數(shù)）在分子水平上組裝成無(wú)心結(jié)構(gòu)的思路，成功合成了首例由單一四面體構(gòu)筑的納米孔道框架硫?qū)倩衔?/font>Li[Cs₂LiCl][Ga₃S₆]。該化合物中GaS₄四面體結(jié)構(gòu)單元的有序堆積獲得了大的NLO系數(shù)（0.7倍AgGaS₂），而穿插在納米孔道中的堿金屬鹵化物客體使該化合物具有硫?qū)?/font>NLO材料中最寬的光學(xué)帶隙（4.18 eV），表現(xiàn)出高的激光損傷閾值（4.1倍AgGaS₂）。同時(shí)，該化合物具有較寬的紅外透過(guò)范圍及相位匹配，是優(yōu)秀的紅外NLO備選材料。相關(guān)研究工作以Li[LiCs₂Cl][Ga₃S₆]: A Nanoporous Framework of GaS4 Tetrahedra with Excellent Nonlinear Optical Performance 為題，作為正封面文章發(fā)表在Angew. Chem. Int. Ed. 2020, 59, 4856–4859. DOI: 10.1002/anie.201912416，副研究員劉彬文為該論文第一作者，副研究員姜小明和研究員郭國(guó)聰為通訊作者。 

　　此前，該研究團(tuán)隊(duì)在2001年首先提出“功能基元(functional motif)”的學(xué)術(shù)思想（Progress In Chemistry, 2001, 13, 151）；設(shè)計(jì)了新的紅外NLO功能基元（Chem. Mater. 2017, 29, 9200）；突破了大NLO系數(shù)和高激光損傷閾值難兼得的瓶頸（Chem. Sci. 2016, 7, 6273）；通過(guò)多種結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)策略獲得了多種高性能NLO新材料（J. Am. Chem. Soc. 2011, 133, 3410；Chem. Sci. 2018, 9, 5700; Adv. Optical. Mater. 2018, 1800156; Chem. Mater. 2017, 29, 1796; Chem. Mater. 2015, 27, 8189）。 

　　圖：雙“功能基元”協(xié)同作用獲得優(yōu)秀的紅外NLO晶體材料