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　　中國科學院新疆理化技術研究所晶體材料研究中心在前期研究的基礎上，通過系統分析[HgS₄]基團畸變度對微觀性能的影響，結合結構預測，在Hg-Zn-P-S體系合成出首例寬帶隙的汞基紅外非線性光學材料Zn₂HgP₂S₈。該化合物帶隙達到3.37 eV，打破了汞基紅外非線性光學材料帶隙長期小于3.0 eV的帶隙“壁壘”。同時，，Zn₂HgP₂S₈表現出大的倍頻效應，約為1.1 ×AgGaS₂，并能實現Ⅰ型相位匹配。相比于前期開發的大倍頻紅外非線性光學材料Hg₃P₂S₈，Zn₂HgP₂S₈表現出更平衡的倍頻效應及光學帶隙。理論計算結果表明，在類金剛石結構中，相比于低畸變度的[HgS₄]基團，高度畸變的[HgS₄]基團更利于誘導寬的帶隙，這為后續設計寬帶隙汞基類金剛石結構材料提供了新思路。

　　上述成果將激勵科研人員探索更多綜合性能優異的汞基類金剛石紅外非線性光學材料。相關研究成果發表在Small（DOI：10.1002/smll.202305074）上。

　　通過組合[HgS₄]n、[HgS₄]d、[ZnS₄]、[PS₄]四面體基團，設計的類金剛石晶體結構。（a） Hg₃P₂S_8-I，（b）Hg₃P₂S_8-II，（c）Hg₃P₂S_8-III，（d）ZnHg2P₂S_8-I，（e）Zn₂HgP₂S_8-I，（f） ZnHg2P₂S_8-II，（g）Hg₃P₂S_8-IV，（h）Zn₂HgP₂S_8-II（ZHPS）。

　　（a）Zn₂HgP₂S₈的原子配位情況；（b-d）Zn₂HgP₂S₈的晶體結構；（e）Zn₂HgP₂S₈的實驗帶隙；（f）Zn₂HgP₂S₈的透過光譜；（g）Zn₂HgP₂S₈和AgGaS₂在2.09 μm激光下不同顆粒度的倍頻效應；（h）汞基化合物的性能統計分析。