极性杂化玻璃陶瓷

发光与倍频一体

一种可低温加工的透明陶瓷，首次同时实现光致发光和二次谐波产生，适用于多通道光子器件。

Han, Chong · Ya-Nan, Fan · 陈帅 · 王玉 · 付宇 · Zi-Luo, Fang · 张伟雄

Angewandte Chemie - International Edition 2025

参数信息

分解温度

552 K

熔点（化合物1）

445 K

熔点（化合物2）

484 K

玻璃化转变温度（化合物1）

331 K

玻璃化转变温度（化合物2）

340 K

再结晶起始温度

383 K

光致发光中心波长

691 nm

SHG增强倍数

12.8 ×

技术优势

多晶态发光静默

化合物1具有中心对称结构，不发光；而化合物2具有极性结构，在416 nm激发下发出691 nm光致发光。

热稳定性高

两个化合物的分解温度均为552 K，可耐受更高的工作温度。

室温可加工成膜

玻璃态样品在383 K开始再结晶，可在环境条件下制备极性玻璃陶瓷薄膜。

SHG增强12.8倍

玻璃陶瓷的SHG强度比多晶对应物强12.8倍，为非线性光学应用提供更强信号。

应用场景

• 非线性光学器件：用玻璃陶瓷薄膜实现无机非线性晶体难以做到的柔性集成频率转换。
• 光子集成：低温成膜工艺可直接在芯片上制备有源非线性光学层。
• 光学传感：SHG信号对界面和对称性变化敏感，可设计为无标记传感器。
• 微纳光子制造：玻璃态可重结晶特性兼容微纳压印或直写图形化。
• 柔性光电子：杂化材料本征柔性与可低温加工性适合柔性器件一体成型。