武汉纺织大学陈玲/贵工程赵高禹团队 | 手性诱导超分子杂化晶体的非线性光学性能研究

背景：二阶非线性光学（SHG）材料在激光频率转换等领域有重要应用，但设计兼具强SHG响应与合适双折射率的非中心对称结构材料仍是挑战。手性分子为构建非中心对称结构提供了途径，但其影响超分子组装及宏观光学性能的微观机制尚不明确。研究目的：武汉纺织大学陈玲和贵州工程应用技术学院赵高禹团队选取一对基于4-硝基苯丙氨酸的同分异构体晶体——手性的D-NPA和外消旋的rac-NPA，通过对比其结构差异与光学性能，揭示手性在诱导非中心对称结构构筑及实现SHG光学效应中的作用。结论：D-NPA结晶于非中心对称手性空间群，而rac-NPA为中心对称结构。D-NPA的SHG响应强度约为磷酸二氢钾的2.8倍，实验双折射率为0.131，热分解温度达249°C，显著优于rac-NPA。机理研究表明，手性信息从有机阳离子传递至整体晶格，SHG响应主要源于苯环和硝基形成的共轭体系。该工作确证了分子手性在构建非中心对称超分子结构中的决定性作用，为设计手性NLO晶体材料提供了重要指导。