氟化硼酸盐是探索深紫外非线性光学晶体的优选体系，但结构中不同π-和非π-共轭基元比值对光学性能的调控规律及其微观机制尚缺乏系统认识，且如何定向设计具有特定基元比例的化学组分仍无有效方法。

中国科学院新疆理化技术研究所晶体材料研究中心提出了“功能基元比例设计”原理，并据此筛选和设计优势氟化基元序构。基于π-共轭[BO₃]+非π-共轭[BO₂F₂]系统，成功设计出两种新型氟化硼酸盐材料——LiB₃O₄F₂和Li₂B₄O₅F₄。LiB₃O₄F₂成分获得了26个候选结构，Li₂B₄O₅F₄成分获得了9个候选结构。

研究发现其中20个LiB₃O₄F₂和5个结构的Li₂B₄O₅F₄晶体的双折射率大于0.05，最大值分别为0.111和0.07 @1064 nm；粉末倍频效应：LiB₃O₄F₂（0.3-3.4 × KDP）和Li₂B₄O₅F₄（0.7-1.6 × KDP）；足够的双折射率使25个结构的晶体可实现深紫外相位匹配。更重要的是，C2-LiB₃O₄F₂的相位匹配波长达到145.2 nm，突破148.3 nm的²²⁹Th核钟应用阈值，并实现3.4倍KDP的倍频响应，是一种性能优异的深紫外非线性光学晶体的候选材料。

该研究不仅验证了“功能基元比例设计”策略在深紫外NLO材料设计中的普适性，还实现了对相位匹配波长、带隙、双折射及倍频响应的协同优化，为下一代深紫外激光光源的研发与应用提供了全新思路。

图. 氟化硼酸盐功能基元与化学组分对应关系

相关研究成果以“Functional Unit Design of Deep-UV NLO Crystals With Short Phase-Matching and Large SHG Response”为题发表于国际知名期刊《先进材料》（Advanced Materials）。中国科学院新疆理化技术研究所为唯一通讯单位，阿布都卡地·吐地为第一作者，谢聪伟、潘世烈、杨志华为通讯作者。该研究工作得到了国家自然科学基金、国家重点研发计划、中国科学院先导专项B、中国科学院国际伙伴计划“未来伙伴网络专项”等项目的资助。

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