精准操控偏振光对量子光学等现代光学技术至关重要，借助光学各向异性材料(通常为双折射晶体)可以实现高效偏振控制；但现有商业双折射晶体双折射率较小(Δn<0.3)，阻碍了光学系统向小型化、高效化集成发展。针对这一科学问题，我校化学与材料学院陈瑾副教授和杜克钊教授团队提出吡啶基衍生物的多策略结构调控和超高双折射性能优化策略，系统性的研究了氢键、金属-有机配位键、卤素键等相互作用对吡啶基双折射功能基元排列的调控作用,制备了一系列高性能双折射晶体，相关成果相继发表在Angew. Chem. Int. Ed. 2024, 63, e202411503、Chin. Chem. Lett. 2024, 110513、Inorg. Chem. Front.,2024, 11,4307–4317、Inorg. Chem. Front.,2025, 12,1234–1243等国内外高水平SCI期刊上。
近期，该团队聚焦含B-O基团的硼酸盐体系，提出B-C π-骨架（B-C π-scaffolding）策略，即将吡啶基团和B-O基团通过B-C共价键连接，实现π共轭拓展。进一步将这种新型B-O功能基团与传统的NO3或C2O4，制备了一系列新型高性能双折射晶体。其中[HPyClB(OH)2]·(NO3)不仅具有宽的带隙和短波紫外可透过性，其双折射率更是高达0.533@546nm，这一数值不仅远超传统无机硼酸盐（如α-BBO, Δn = 0.12）和众多已报道的高性能双折射晶体，更是首次在B-O基材料体系中突破了Δn = 0.5的壁垒。该工作以“Breaking the Birefringence Barrier in B-O Crystals via B-C π-scaffolding”为题发表在期刊Journal of the American Chemical Society上。
我校为该研究工作的第一完成单位，我校硕士研究生李佳佳为第一作者，我校陈瑾副教授和杜克钊教授为共同通讯作者，该研究得到了国家自然科学基金、福建省自然科学基金等项目的支持。
原文链接：https://pubs.acs.org/doi/full/10.1021/jacs.5c06328
（化学与材料学院）