杨志华、潘世烈在建立多级筛选系统实现海量数据筛选高热导率非线性光学材料方面取...

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非线性光学材料是固体激光器的重要组成部分，经过几十年的努力，作为基准红外非线性材料的金属硫化物AgGaS2和AgGaSe2由于在红外区域的传输范围宽，非线性光学响应大等原因成为首选材料，但他们的抗激光损伤阈值较低，阻碍了其高功率应用。宽带隙和高热导率是提升抗激光损伤阈值的关键，然而，随着带隙增大，非线性光学响应和热导率均有下降的趋势，寻找具有高热导率的非线性光学晶体具有一定的挑战性。随着计算技术的发展，基于第一性原理的高通量筛选已经成为加速新材料发现的重要方法，然而针对非线性光学材料的筛选通常应用于特定的硫化物或硼酸盐体系，缺少对于更广泛的化学空间的探索。此外，筛选或设计条件主要集中在大非线性光学系数和宽带隙上，而热导率由于计算资源的限制很难评估，在高通量筛选中往往被忽视。

图：靶向高通量筛选的工作流程

        近日，新疆理化所晶体材料研究中心的科研人员报道了一种无偏高通量筛选方法，用于具有高热导率的非线性光学材料，首次在非线性光学领域实现了热导率的高通量计算，并将热导率属性纳入非线性光学晶体的高通量筛选评估体系中。通过高效、多级的高通量筛选方法，从数据库Material Project的140000多种材料中，成功筛选得到17种具有高热导率的非线性光学候选材料， 他们均具有良好的光学性能：大的非线性光学响应（0.5-2.9×AgGaS2），宽带隙（2.59-4.09 eV）。团队还对筛选得到的化合物Sr2SnS4进行了实验合成，测试了其非线性光学响应，验证了筛选的有效性。详细的结构-性能分析揭示了氮化物与硫属化合物在非线性光学活性基元和热导率等方面的不同。该研究提出的高通量筛选方法为搜索具有高热导率的非线性光学材料提供了强大的工具。
         该成果发表在《德国应用化学》（Angewandte Chemie International Edition）上。新疆理化所为唯一完成单位，谢聪伟博士，杨志华研究员和潘世烈研究员为通讯作者，博士研究生储冬冬为第一作者。该研究工作得到了国家基金委和中科院等项目的资助。
         文章链接：https://doi.org/10.1002/anie.202300581
          文章来源：新疆理化所
      潘世烈，男，理学博士，中国科学院新疆理化技术研究所研究员，博士生导师，中国科学院“百人计划”学者，国家杰出青年科学基金获得者，国家"万人计划"领军人才入选者，中国科学院新疆理化技术研究所副所长，中科院“特殊环境功能材料与器件”重点实验室主任。1996年于郑州大学获得理学学士学位，同年保送郑州大学研究生于1999年获理学硕士学位，2002年7月于中国科学技术大学获理学博士学位，2004年中国科学院理化技术研究所博士后出站后，到美国Northwestern University化学系做博士后研究。2007年6月招聘回国到中国科学院新疆理化技术研究所工作入选中科院“百人计划”。先后在J. Am. Chem. Soc.; Angew. Chem. Int. Ed.等刊物上发表SCI论文300余篇，其中，SCI影响因子大于4.0的文章130余篇。
      杨志华，中国科学院新疆理化技术研究所研究员。于2013年入选中组部“百人计划”。在“百人计划”项目执行期间，在建立非线性光学材料信息数据库及功能基元数据库、非线性光学材料微观机理、光学材料分析软件开发及指导材料合成等方向取得多项重要研究成果。期间在JACS、PRL等SCI期刊上发表论文100余篇，主持承担国家“973”青年项目（首席科学家）、国家自然科学基金、中科院科研装备研制项目等多项课题。