随着紫外激光技术在光刻、生物医学、材料微加工等高端领域的迅猛发展，开发具有优异光学性能的紫外双折射晶体，已成为该领域的研究热点与核心挑战。因此，探索新型结构设计策略、研发高性能紫外双折射晶体，不仅具有重要的科学研究意义，更能为相关产业升级提供关键技术支撑，具备高的实际应用价值。利用多种阴离子基团的协同与互补效应，是调控晶体光学性质的有效途径，这一设计思路也已成为行业内的核心研究方法。Sr(NO₃)(NH₂SO₃)·H₂O和 La(SO₃NH₂)₂NO₃·H₂O 证明了将 [NO₃] 基团与 [SO₃NH₂] 基团相结合的可行性,但其功能基团不一致取向的排列导致二者在532 nm和546 nm处的双折射率分别仅为0.0665和0.077。

为进一步优化晶体的结构排列、提升光学性能，中国科学院新疆理化所研究团队创新性采用阳离子有序位点调整策略，通过逐步优化功能基团的取向，构建了高度有序的层间堆叠结构，并形成刚性氢键网络，借助多组分协同效应，成功实现了晶体性能的跨越式提升。基于该策略，合成了4种新型紫外硝酸磺酸盐。其中，K₂(NO₃)(SO₃NH₂) (0.122@ 546 nm), Rb₂(NO₃)(SO₃NH₂) (0.116@ 546 nm) and K_0.5(NH₄)_1.5(NO₃)(SO₃NH₂) (0.126@ 546 nm) 的计算双折射率分别比Rb_1.7(NH₄)_0.3(NO₃)(SO₃NH₂) (0.045@ 546 nm)高出约 2.7、2.5 和 2.8 倍，超过了迄今为止报道的所有金属磺酸盐、硝酸磺酸盐和共晶的双折射率。更为重要的是，该论文研究了阳离子占据的协同氢键网络调控如何驱动晶体结构转变，阐明了双折射性能的产生及增强机制，为短波长紫外双折射材料的理性设计提供了宝贵的理论见解与实践指导。

该研究论文以Synergistic Enhancement of Optical Anisotropy in Nitrate Sulfamate for UV Applications: Role of Functional Group Alignment and Hydrogen Bond Network为题，发表在材料领域期刊Small上。博士研究生马晓甜为第一作者，杨云研究员和潘世烈研究员为通讯作者。该研究工作得到国家自然科学基金、“天山英才”培养计划、中国科学院战略性先导科技专项及自治区项目的资助。

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图1：(a) 阳离子有序位点协同优化氢键网络策略指导下设计合成的短波紫外双折射晶体; (b) 已报道的金属磺酸盐系列化合物的双折射