福建物构所毛江高团队 | 对称性工程: 三重反演轴构建最优三维框架, 实现双折射大幅提升

本文报道了福建物构所毛江高团队在硫代磷酸盐双折射晶体领域的重要进展。背景方面，现有氧化物双折射晶体红外透过范围有限，而硫代磷酸盐虽具潜力，但常见[PS4]3-单元极化率各向异性低导致双折射偏小。研究目的是通过对称性工程优化功能基元空间排列，提升双折射性能。团队成功合成新型晶体γ-Ag4P2S6，结晶于三方晶系P-3空间群，结构为[P2S6]4-单元与畸变[AgS4]7-四面体组装成六芒星状三维骨架。结论表明，该晶体在546 nm处实测双折射率达0.23（1064 nm计算值0.21），较其余两相提升50%-162.5%，同时兼具0.4-18.2 μm宽红外透过范围和优异激光损伤阈值。双折射增强源于三重反演轴对基元排列的精确约束，使[P2S6]4-沿c轴高度有序平行排列。理论计算揭示面内强共价P-S键与面外弱P-P键的电子密度反差，以及[AgS4]7-的协同极化效应，共同贡献大双折射。该工作为设计新型红外光学材料提供了晶格拟合策略。