【学术聚焦】2026年第13期：全国重点实验室陈玲教授团队在π共轭非线性光学晶体双折射调控方面取得新进展

非线性光学晶体是激光技术与光通信技术的核心材料之一，然而，如何将微观结构单元的几何结构特点和电子结构特点在材料的宏观性质中得以传递和调控，一直是材料化学家面临的重大挑战。例如，平面型Π共轭结构单元（例如间苯二甲酸根，硝酸根，碳酸根等），在电子结构和几何结构上呈现出一致的各向异性特征。因此，由该类结构单元构筑的晶体材料通常具有较强的二次谐波（SHG）效应。但由于Π共轭结构单元的强电子结构各向异性，如果形成Π-Π堆积结构往往会导致激光晶体材料双折射率（Δn）偏大，加剧激光的走离效应。目前已知的Π共轭体系材料中，仅有不足3%处于倍频功能应用的最佳双折射率窗口内。

如何避免形成Π-Π堆积结构这一难题，在本研究中，武汉纺织大学的陈玲教授团队成功获得一种新型的单斜化合物— 4-氨基吡啶鎓邻苯二甲酸铅溴化物（APPB，化学式：(C₅H₇N₂)(C₈H₄O₄)PbBr））。由于Pb²⁺具有立体化学活性的6s² 孤对电子，在二阶姜–泰勒（SOJT）效应作用下，Pb离子呈现出特殊的畸变配位环境，形成[PbO₄Br₂]畸变五角锥构型，这使得该结构中两个Pb–Br 键的键长存在明显差异，其中一个远短于常规的Pb-Br成键范围。而Pb–Br键作用的减弱，反位增强了其相对位置上的 Pb–O 配位作用。这种增强的Pb-O配位作用使得π-共轭的间苯二甲酸配体平面与b轴（即Y光轴）产生58°的倾斜。正是这一结构倾斜效应，有效提升了沿a轴方向的最小折射率分量（n_min = n_x），从而显著降低材料的宏观双折射率（Δn = n_max - n_min），使其处于倍频晶体相位匹配双折射率适中区域。光学性能测试结果表明APPB同时还表现出强SHG响应（5.74倍KDP）。本工作首次通过二阶姜–泰勒（SOJT）效应结构调控，破坏晶格中π共轭平面性，由于π共轭平面相对于Y光轴发生了倾斜，从而降低了双折射率，获得了适中的光学各向异性性能。

近日，该成果以“[(C₅H₇N₂)(C₈H₄O₄)PbBr: Jahn-Teller Distortion-Induced Tilting of π-Conjugated Planes Resolving the Second-Order Polarizability-Structural Anisotropy Conflict”为题发表于Angewandte Chemie International Edition（链接：doi.org/10.1002/anie.3877634）。武汉纺织大学是唯一通讯署名单位，第一作者是24级硕士研究生于明艳，通讯作者是吴奇，吴立明和陈玲教授。