非线性光学晶体是实现激光频率转换、拓展激光输出波段的关键核心材料，是先进光子学技术和高性能光学材料的重要基石，在激光技术、半导体光刻、光通信及量子光学、超快高分辨率成像、集成光学、精密微纳加工等民用技术领域、特别是在红外光电对抗、激光核聚变、高能打击系统等军事技术领域具有重要的科学意义和应用前景。其中，紫外与深紫外非线性光学晶体需要同时具备宽透光范围、强二次谐波产生能力和适中的双折射，以满足短波长相位匹配要求。然而，这些关键性能往往相互制约，如何通过分子设计与晶体结构调控实现其协同优化，仍是当前高性能紫外非线性光学材料研究一个重要挑战。

近日，同济大学化学科学与工程学院欧洲科学院院士、德国国家工程院院士张弛教授/吴超教授研究团队，联合中国科学院理化技术研究所、澳大利亚国立大学等单位，在深紫外透明有机非线性光学晶体研究中取得重要进展。研究团队提出将脂肪族三氟硼酸根引入π共轭胍体系的设计思路，通过溶液蒸发法制备了首例深紫外透明的二维非线性光学有机胍盐[C(NH2)3][CH3(CH₂)₃BF₃]，实现了深紫外透明性、强倍频响应与适中双折射的兼顾。相关成果以“A Two-Dimensional Organic Salt With a Deep-Ultraviolet Cutoff Edge and Strong Second-Harmonic Generation”为题，以通讯论文(Communication)形式发表于《德国应用化学》(Angewandte Chemie International Edition, 2026, e7937871)，并被编辑委员会遴选推荐为当期的热点论文(Hot Paper)和封底文章(Outside Back Cover)。

在这项研究中，团队将具有较大超极化率和极化率各向异性的平面三角形胍阳离子[C(NH₂)₃]⁺，与具有柔性烷基链的正丁基三氟硼酸根[CH₃(CH₂)₃BF₃]⁻相结合成功制备了新型紫外有机非线性光学晶体。单晶结构解析表明，两类基团通过N–H···F氢键形成沿bc平面延展的二维蜂窝层，相邻层通过范德华力进一步组装，最终形成二维层状晶体结构。柔性烷基链的空间位阻与构象自由度有利于调节层内相互作用，配合胍阳离子的有序排列，使不同功能基团的光学贡献在晶体中协同累积，为增强宏观倍频响应和光学各向异性提供了结构基础。

[C(NH₂)₃][CH₃(CH₂)₃BF₃]晶体表现出良好的综合光学性能：在1064 nm和532 nm基频激光激发下，粉末倍频响应分别达到磷酸二氢钾(KDP)的4.5倍和β-偏硼酸钡(BBO)的0.7倍，对应产生532 nm可见光和266 nm紫外光，并在两种激发条件下均呈现出相位匹配特性。此外，激光损伤阈值达到713 MW/cm²，约为KDP的1.85倍。这些结果体现了该材料在非线性光学响应和光学各向异性方面的性能优势。研究团队进一步开展了单晶倍频测试，在500–1400 nm可调谐基频激光激发下，实测获得了250–700 nm范围内多个波长的倍频信号，验证了其在紫外至可见波段的频率转换能力。

研究团队使用未抛光的晶片测试了其光学透过性能，其197 nm的短紫外吸收截止边表明在深紫外/紫外波段具备应用潜力。偏光显微镜测试得到双折射为0.12 @ 546 nm。基于理论折射率色散曲线，研究团队预测其最短倍频相位匹配波长可达197 nm，覆盖其深紫外吸收截止边，显示出进一步向深紫外波段拓展倍频应用的潜力。倍频加权电子密度分析表明，胍基阳离子和脂肪族三氟硼酸根协同作用提高了材料的非线性光学响应。两类基团的电子结构与二维层状排列共同调控了晶体的透光范围、非线性光学响应和光学各向异性。该研究阐明了脂肪族有机阴离子在π共轭胍盐光学性能调控中的作用，为高性能紫外非线性光学有机盐的定向设计提供了新的思路。

该研究获得国家自然科学基金面上项目、联合研究基金重点项目、教育部创新团队计划及澳大利亚研究理事会等支持。同济大学化学科学与工程学院博士研究生张笑天、肖少华、宋闻知为共同第一作者，张弛教授为论文的通讯作者，吴超教授为共同通讯作者，杨金虎教授、黄智鹏教授参与了论文的相关工作。

文章链接：https://doi.org/10.1002/anie.7937871

封面链接：https://doi.org/10.1002/anie.2026-m0210100300