Infrapuna mittelineaarsete optiliste (IRNLO) kristallid on lazeri sageduse konverteerimise olulised komponendid ja mängivad tähtsat rolli kõikide tahkete olekute laserite puhul. Praegu sisaldavad kaubanduslikult saadaval olevad IRNLO kristallid peamiselt chalcopyrite-tüüpi ühendite, nagu AgGaS₂, AgGaSe₂ ja ZnGeP₂. Kuid nende sisemiste jõudluspiirangute tõttu ei saa need materjalid enam täielikult rahuldada kasvavaid nõudmisi pika lainepikkusega infrapuna laseritehnoloogia järele. On hädavajalik ületada olemasolevate materjalide piiratust ja arendada kõrgtehnoloogilisi uusi pika lainepikkusega IRNLO materjale.
Hiljuti viisid Xinjiang Technical Institute of Physics and Chemistry, Hiina Teaduste Akadeemia teadlased läbi süsteemse analüüsi olemasolevate IRNLO materjalide jõudluse päritolude kohta. Nad pakkusid välja strukturaalse disaini strateegia, mis hõlmab soodsate funktsionaalsete üksuste sünergilist kokkuvõtmist uute IRNLO materjalide loomiseks. Kasutades AᵇBᵇCᶜQᵍₒ peret mallina, suutsid nad edukalt modifitseerida ribaava ja teise järgu mitte-lineaarseid optilisi efekte seleniidühendites, mis viis kahe uue pikalaine IRNLO materjali avastamiseni: SrCdSiSe₄ ja BaCdSiSe₄.
These two compounds exhibit strong second-order nonlinear optical responses, measuring 2.1 to 2.7 times that of AgGaS₂, while their bandgaps (2.67–2.78 eV) classify them as wide-bandgap semiconductors. Their laser damage thresholds are four times higher than that of commercial AgGaS₂, making them promising candidates for efficient, high-power long-wave infrared laser generation. Notably, SrCdSiSe₄ is a congruently melting compound with favorable crystal growth characteristics,facilitating the growth of large single crystals for practical applications.
N tanto katse- kui ka arvutuslikud tulemused viitavad sellele, et SrCdSiSe₄ ja BaCdSiSe₄ silmapaistev üldine tulemuslikkus tuleneb peamiselt soodsate töötlusüksuste sünergilisest kokkupanekust, sealhulgas [A₁Se₈], [CdSe₄] ja [SiSe₄].
Seotud teadusuuringute tulemused avaldati ajakirjas Advanced Functional Materials. Seda tööd toetasid Hiina Teaduste Akadeemia strateegilise prioriteedi teadusuuringute programm, Hiina riiklik looduslike teaduste fond ja Xinjiangi Ujguri autonoomse regiooni looduslike teaduste fond, teiste hulgas.