新型开放骨架锌磷酸盐(NH4 )Na3 Zn4 (PO4 )4 ：光学与热性能的突破性平衡

　　针对短波紫外（UV）磷酸盐材料在光学各向异性（Δn）与热稳定性难以兼顾的科学难题，研究人员通过水热法成功合成新型铵基锌磷酸盐ANZPO。该材料具有256 nm短波长截止边、0.033@546 nm双折射率和510°C高热稳定性，为开发高性能UV光学晶体提供了新策略。

　　

在深紫外光学材料领域，磷酸盐因其优异的物理化学稳定性和太阳盲区（λ < 280 nm）透光特性备受关注。然而传统磷酸盐存在固有缺陷：高度对称的PO₄
^3-
四面体结构单元（FBBs）导致光学各向异性不足（Δn ≤ 0.01），严重制约其在短波紫外区的应用。更棘手的是，提升双折射率的常规方法往往伴随紫外截止边红移或热稳定性下降——这种"性能跷跷板"效应成为该领域长期悬而未决的难题。

中国西华师范大学的研究团队另辟蹊径，将目光投向开放骨架锌磷酸盐这一特殊体系。通过巧妙引入兼具氢键活性与热稳定性的无机铵基团（NH₄
⁺
），成功制备出新型化合物(NH₄
)Na₃
Zn₄
(PO₄
)₄
（ANZPO）。这项突破性成果发表于《Journal of Molecular Structure》，首次在单一材料中实现短波紫外截止（<256 nm）、适中双折射（0.033@546 nm）和超高热稳定性（510°C）的三重性能平衡。

研究采用水热合成技术，以PbF₂
/NaIO₃
/ZnCl₂
等为原料，通过150°C恒温反应获得单晶样品。结构解析显示ANZPO属于正交晶系Pbcn空间群，其三维开放骨架由两种a轴向通道构成，其中NH₄
⁺
通过N-H···O氢键网络（键长2.792-2.889 ?）显著增强结构各向异性。

【Crystal Structure】部分揭示，ANZPO的晶胞参数为a=8.2410 ?，b=10.3514 ?，c=17.4082 ?。PO₄
^3-
四面体的O-P-O键角（107.89°-110.30°）与标准值偏差<5°，而ZnO₄
四面体的键角扭曲度达9.3°，这种局部结构畸变为双折射产生奠定基础。

光学性能测试表明，材料在546 nm处的双折射率（0.033）是传统磷酸盐（如KDP）的3倍，这归因于氢键网络诱导的电子云定向分布。热重分析显示其分解温度比同类有机胺模板材料提升180°C，NH₄
⁺
的无机特性在此发挥关键作用。

该研究的创新价值在于：首次证实无机铵基团可作为"性能平衡器"，在不牺牲紫外透光性的前提下，通过氢键调控同时优化光学与热学性能。相比已报道的Ba₂
NaClP₂
O₇
等材料，ANZPO将关键性能参数均衡度提升至新高度，为设计新一代紫外光学器件提供全新材料平台。研究团队指出，这种"无机模板+开放骨架"的策略可拓展至其他金属磷酸盐体系，未来或将在深紫外激光器、高能探测器等领域产生重要应用。