Инфрацрвени нелинеарно оптички (ИРНЛО) кристали служе као кључне компоненте за конверзију ласерске фреквенције и играју виталну улогу у свим -чврстим- ласерима. Тренутно, комерцијално доступни ИРНЛО кристали углавном укључују једињења типа халкопирит- као што су АгГаС₂, АгГаСе₂ и ЗнГеП₂. Међутим, због својих суштинских ограничења перформанси, ови материјали више не могу у потпуности да задовоље растуће захтеве дугих{5}}таласних инфрацрвених ласерских технологија. Постоји хитна потреба да се пробије ограничења постојећих материјала и развије-нови дуготаласни ИРНЛО материјали високих перформанси-.
Недавно су истраживачи са Техничког института за физику и хемију Ксињианг, Кинеске академије наука, спровели систематску анализу порекла постојећих ИРНЛО материјала. Предложили су стратегију структуралног дизајна која укључује синергијски склоп корисних функционалних јединица за изградњу нових ИРНЛО материјала. Користећи породицу АⅡБⅡЦⅣКⅥ₄ као шаблон, они су успешно модулисали размак и нелинеарне оптичке ефекте другог-реда у селенидним једињењима, што је довело до открића два нова дуго{3}}таласна ИРНЛО материјала: СрЦдСиСе₄ и БаЦдСиСе₂.
Ова два једињења показују јаке нелинеарне оптичке одзиве другог-реда, мерење 2,1 до 2,7 пута веће од АгГаС₂, док их њихови размаци (2,67–2,78 еВ) класификују као полупроводници са широким{5}}појасним размаком. Њихови прагови ласерског оштећења су четири пута већи од оних код комерцијалног АгГаС₂, што их чини обећавајућим кандидатима за ефикасно-дуготаласно{8}}генерисање инфрацрвеног ласера велике снаге. Посебно, СрЦдСиСе₄ је конгруентно топљено једињење са повољним карактеристикама раста кристала, које олакшава раст великих монокристала за практичну примену.
И експериментални и рачунски резултати показују да изванредне свеобухватне перформансе СрЦдСиСе₄ и БаЦдСиСе₄ првенствено потичу од синергистичког склопа корисних функционалних јединица, укључујући [АⅡСе₈], [ЦдСе₄] и [СиСе₄].
Сродни налази истраживања објављени су у Адванцед Фунцтионал Материалс. Овај рад су подржали Програм стратешких приоритета Кинеске академије наука, Национална фондација за природне науке Кине и Фондација за природне науке аутономног региона Синђанг Ујгур, између осталих.