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本论文主要对硼酸盐深紫外非线性光学晶体的探索空间进行了评估，并开展了硼酸盐新型功能材料的探索，具体工作包括四个方面:硼酸盐深紫外非线性光学晶体性能评估;新型碱金属铍硼酸盐结构及性质研究;新型碱土金属铍硼酸盐结构及性质研究;新型碱土金属硼酸盐结构及性质研究。 （一）硼酸盐深紫外非线性光学晶体性能评估与探索前景分析 回顾了硼酸盐深紫外非线性光学晶体的研究历程，对目前已发现的有可能应用于深紫外谐波光输出的硼酸盐晶体进行了性能评估，并探讨了新型硼酸盐深紫外非线性光学晶体的开发空间。首先，回顾了深紫外非线性光学晶体KBe2BO3F2(KBBF)的发现历程，论述了由其结构导致的优秀光学性能;其次，基于阴离子基团理论，论述了硼酸盐系列化合物Sr2Be2B2O7(SBBO)与类SBBO型晶体的结构与光学性能的关系;再次，通过对K3B6O10Cl(KBOC)晶体、NaSr3Be3B3O9F4(NSBBF)晶体以及NaBeB3O6族(NBBO)晶体结构的分析，预测三者可能适用的倍频光输出范围;最后，通过构效关系的比较，证明在目前已发现的化合物中KBBF晶体具有最优秀的深紫外倍频光输出能力。 （二）新型碱金属铍硼酸盐结构及性质研究 发现了LiBeBO3和Na4BeB8O15两种新化合物。 LiBeBO3晶体结构类似于SBBO晶体，具有双层骨架结构;双层之间通过共边的BeO4四面体连接，Li+离子位于双层与双层的骨架之间。在所有已知的层状硼酸盐中，该化合物具有最短的层间距;且共边的BeO4结构违反了鲍林第三规则，在无机化合物中比较少见。变温X射线衍射分析、差示扫描量热分析和第一性原理计算显示出该化合物在13K至1100 K温度范围内物相稳定;紫外—可见—近红外漫反射分析显示出该化合物的紫外截止边低于200 nm。此外，变温X射线衍射分析结果表明该化合物在73 K至193 K的温度区间内沿a轴和b轴存在负热膨胀效应，即存在面负热膨胀现象，这在硼酸盐中是首次发现。这种反常的热性能起源于品格中共边BeO4结构和L1+的振动效应。Na4BeB8O15晶体具有三维网络结构，骨架的基本结构单元是座椅状[B4O9]基团和双六元环状[BeB4O10]基团，具体性质有待进一步分析。 （三）新型碱土金属铍硼酸盐结构及性质研究 发现了三种新型碱土金属铍硼酸盐化合物:SrBeB2O5、Sr3BeB6O13和Ca3Be6B5O16F。 通过高温固相合成和高温熔剂法得到了SrBeB2O5和Sr3BeB6O13两种晶体。它们都具有二维层状骨架结构，基本结构单元分别是[BeB2O8]和[BeB6O15]阴离子基团;阳离子Sr2+位于骨架的空隙中。其中，[BeB6O15]阴离子基团包含一个曲面状三六元环[BeB5O13]基团和一个平面状BO3基团，在铍硼酸盐中是首次发现。对SrO-BeO-B2O3三元系化合物结构的分析显示:阴离子基团的排列方式决定了化合物结构的稳定性。SrBeB2O5和Sr3BeB6O13晶体在低于1200 K的温度下稳定，紫外截止边低于200 nm。 Ca3Be6B5O16F是目前发现的第一种含氟的碱土金属铍硼酸盐。该化合物不能通过高温固相反应合成，只能通过高温溶剂法得到。其三维骨架结构中包括新型[Be6B3O16]基团、平面状[BO3]基团和畸变的[CaO7F]多面体，其中[Be6B3O16]基团在铍硼酸盐中是第一次发现。结构分析表明:该化合物中硼原子与氟原子的配位情况不同于其他含氟的铍硼酸盐。Ca3Be6B5O16F晶体紫外截止边低于200 nm，在低于1300 K的温度中物相稳定。 此外，对碱金属＼碱土金属铍硼酸盐结构的分析表明，A位阳离子的电负性可能是影响硼原子与氧原子配位的主要因素。 （四）新型碱土金属硼酸盐结构及性质研究 发现了两种新型碱土金属硼酸盐化合物:Sr8MgB18O36和SrCaB4O8。 Sr8MgB18O36晶体结构中包含[B18O36]基团、MgO6正八面体和畸变的SrOn(n=6，7)多面体。其中，[B18O36]基团在硼酸盐中是第一次发现，它包含一个十二元环[B6O6]。SrCaB4O8晶体与SrB2O4晶体结构相似，包含平行的(B2O4)无限链，Sr+离子和Ca2+离子处于混合无序占位状态，位于链与链之间的空隙中。Sr8MgB18O36和SrCaB4O8晶体在1200K温度以下稳定存在，紫外截止边低于200nm。