短波長光學晶體作為固態激光器的關鍵部件，在調諧激光頻率，調制激光偏振態以及實現光源透過等方面具有重要作用。氟化策略可對含氧酸鹽進行化學和功能修飾，從而促進發現具有其他氧化物母體中未發現的結構和性質的含氟化合物。因此，氟化策略在化學和材料等相關研究中一直很重要，特別是在醫學、電池材料、電化學和光學晶體等領域。

中國科學院新疆理化技術研究所晶體材料研究中心一直致力于硼酸鹽新型紫外、深紫外光電功能晶體的研究。前期研究表明硼酸鹽陰離子框架的氟化可誘導結構和性能的改性，進而衍生出氟化硼酸鹽等探索新型短波長光電功能的優選體系。氟化硼酸鹽中具有優良的光學功能基元[BO₃F]，[BO₂F₂]以及[BOF₃]，它們相比傳統硼酸鹽中的[BO₄]四面體基元，在超極化率和極化率各向異性都有較大的提升（Chem. Rev., 2021, 12, 1130-1202）。然而，目前大部分的氟化硼酸鹽的合成來自偶然，特別是對于多陰離子化合物，氟的加入可以改變中心原子的配位環境與陰離子基團之間的連接方式，從而改變晶格整體的框架結構。但是，大多數氟硼酸鹽需要在密閉環境下合成以防止氟的揮發，同時大多數氟硼酸鹽的熱穩定性低于僅含有B—O鍵基團的硼酸鹽?？蒲腥藛T提出利用雙氟化鹽作為制備氟氟硼酸鹽的氟源，對無機和有機硼化合物進行氟化反應，成功制備出11種具有罕見的 [BF₃X] （X=O和CH3）四面體化合物。此外，基于混合陰離子和陰離子取代策略，科研人員實現了π共軛[NO₃]基元和非π共軛[CH₃BF₃]和[CH₃SO₃]基元的組裝，進而設計合成出兩例短波長非線性光學晶體K₃[CH₃BF₃][NO₃]₂和K₃[CH₃SO₃][NO₃]₂，它們具有平衡的光學性能包括短的相位匹配波長（246-256 nm），大的倍頻效應（0.9-1× KDP@1064 nm）和較大的雙折射率（Δn = 0.074和0.080@1064 nm）。該研究為多種官能團的共存創造了條件，使得多氟光學晶體的可控制備合成成為可能。

相關研究成果以全文形式發表在《德國應用化學》（Angew. Chem. Int. Ed. 2024, 63, e202316194.）上，新疆理化技術研究所為唯一完成單位，新疆理化技術研究所晶體材料研究中心潘世烈和米日丁·穆太力普研究員為通訊作者，博士研究生邱昊天為第一作者。該研究工作得到科技部，國家自然科學基金委，中國科學院和新疆自然科學基金等項目的資助。

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制備該系列氟化產物的設計和制備策略示意圖