非線性光學材料在原子冷卻、量子信息存儲、光子飛輪和光開關方面的應用展現了廣闊前景。團簇是化學領域中重要的結構單元，但是現有的團簇理論大多側重于對幾何構型的解釋，對其性能特征的描述相對較少，探索團簇結構特征與性能之間的關系具有重要意義。芳香性作為化學基本概念，對于揭示分子體系的幾何結構、穩定性、電子離域等方面有重要意義，因此探究π電子對團簇三階非線性光學性質的影響至關重要。
近日，中國科學院福建物質結構研究所結構化學國家重點實驗室研究員張健、李巧紅結合π電子和團簇材料在三階非線性光學材料中的應用，提出了“金屬有機π團簇”新概念。這類團簇將金屬d-d
π共軛與有機配體p-p
π共軛結合在一起，同時具有清晰的簇芯和配體π分子軌道，展現出芳香性。通過對電子結構和芳香性的分析，研究人員確定了一系列由鋨（Os）有機單元組成、Os-Os鍵連接的Os有機團簇是一類典型的金屬有機π團簇。這些團簇具有良好的三階NLO響應效果，其中Os5簇性能最突出（γtot= 1.64×105
a.u.，γave
= 3.28×104
a.u.），這得益于其較窄的帶隙（1.47 eV）和均勻的電子-空穴分布（DDMLsum：0.41）。這項工作對金屬有機π團簇進行了系統定義，并深入研究了這類結構的三階非線性光學性能及影響因素。優異的非線性光學效應為在電子結構層次設計高響應光學材料的可行性提供了新見解，同時為材料科學中新穎實用的非線性光學器件展示了新方向。
相關研究成果以Designed Metal-organic π-clusters Combining Aromaticity of Metal Cluster and Ligands for Third-order Nonlinear Optical Response為題發表在《材料視野》（Materials Horizons）上。
金屬有機π團簇的概念與特征
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