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Li2K4TiOGe4O12: A Stable Mid-Infrared Nonlinear Optical Material
Chemistry of Materials ( IF 7.2 ) Pub Date : 2020-01-13 , DOI: 10.1021/acs.chemmater.9b05267 Jingjing Xu 1 , Hongping Wu 1 , Hongwei Yu 1 , Weiguo Zhang 2 , Zhanggui Hu 1 , Jiyang Wang 1 , Yicheng Wu 1 , P. Shiv Halasyamani 2
Chemistry of Materials ( IF 7.2 ) Pub Date : 2020-01-13 , DOI: 10.1021/acs.chemmater.9b05267 Jingjing Xu 1 , Hongping Wu 1 , Hongwei Yu 1 , Weiguo Zhang 2 , Zhanggui Hu 1 , Jiyang Wang 1 , Yicheng Wu 1 , P. Shiv Halasyamani 2
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Discovering new mid-IR nonlinear optical (NLO) materials with high laser damage thresholds and easy crystal growth is an urgent and challenging task. Through cationic substitution of Si4+ in Li2K4(TiO)Si4O12, a noncentrosymmetric and polar titanogermanate material, Li2K4TiOGe4O12 has been successfully synthesized. Physical property measurements indicate that this compound can exhibit a wide transparency range extending from 0.28 to 5.8 μm, a high laser damage threshold (LDT) of 910 MW/cm2 (1064 nm, 6 ns, 15 Hz), and a moderate second harmonic generation (SHG) response, ∼2 × KDP at 1064 nm. More importantly, a high-quality single crystal with a size of 35 × 10 × 7 mm3 has been grown by a top-seeded solution growth method from a stoichiometric melt. In addition, this compound also exhibits small anisotropic thermal expansion and desirable specific heat and thermal conductivity. All of these physical properties indicate that Li2K4TiOGe4O12 is a stable mid-IR NLO material. The discovery of Li2K4TiOGe4O12 also suggests that cationic substitution using heavier elements in the same group is a simple but effective strategy to design new mid-IR NLO oxides.
中文翻译：
Li 2 K 4 TiOGe 4 O 12：稳定的中红外非线性光学材料
发现具有高激光损伤阈值和易于晶体生长的新型中红外非线性光学（NLO）材料是一项紧迫而艰巨的任务。通过在非中心对称和极性钛锗酸盐材料Li 2 K 4（TiO）Si 4 O 12中用Si 4+进行阳离子取代，成功合成了Li 2 K 4 TiOGe 4 O 12。物理性质的测量表明，该化合物可以显示出延伸为0.28〜5.8的宽范围透明度μ的910毫瓦/平方厘米米，高的激光损伤阈值（LDT）2（1064 nm，6 ns，15 Hz）和适度的二次谐波生成（SHG）响应，在1064 nm处约为2×KDP。更重要的是，已经通过化学计量熔体的顶种子溶液生长法生长了尺寸为35×10×7 mm 3的高质量单晶。另外，该化合物还表现出小的各向异性热膨胀和合乎需要的比热和导热率。所有这些物理性质表明，Li 2 K 4 TiOGe 4 O 12是稳定的中红外NLO材料。Li 2 K 4 TiOGe 4 O 12的发现 还表明在同一组中使用重元素进行阳离子取代是设计新的中红外NLO氧化物的简单但有效的策略。
更新日期：2020-01-14
中文翻译：
Li 2 K 4 TiOGe 4 O 12：稳定的中红外非线性光学材料
发现具有高激光损伤阈值和易于晶体生长的新型中红外非线性光学（NLO）材料是一项紧迫而艰巨的任务。通过在非中心对称和极性钛锗酸盐材料Li 2 K 4（TiO）Si 4 O 12中用Si 4+进行阳离子取代，成功合成了Li 2 K 4 TiOGe 4 O 12。物理性质的测量表明，该化合物可以显示出延伸为0.28〜5.8的宽范围透明度μ的910毫瓦/平方厘米米，高的激光损伤阈值（LDT）2（1064 nm，6 ns，15 Hz）和适度的二次谐波生成（SHG）响应，在1064 nm处约为2×KDP。更重要的是，已经通过化学计量熔体的顶种子溶液生长法生长了尺寸为35×10×7 mm 3的高质量单晶。另外，该化合物还表现出小的各向异性热膨胀和合乎需要的比热和导热率。所有这些物理性质表明，Li 2 K 4 TiOGe 4 O 12是稳定的中红外NLO材料。Li 2 K 4 TiOGe 4 O 12的发现 还表明在同一组中使用重元素进行阳离子取代是设计新的中红外NLO氧化物的简单但有效的策略。
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