Infrapuna epälineaariset optiset (irnlo) kiteet toimivat avainkomponentteina lasertaajuuden muuntamisessa ja niillä on tärkeä rooli koko kiinteän tilan lasereissa. Tällä hetkellä kaupallisesti saatavissa olevat Irnlo-kiteet sisältävät pääasiassa kalkopyriittityyppisiä yhdisteitä, kuten Aggas₂, AgGase₂ ja ZnGeP₂. Luonnollisten suorituskykyrajoituksensa vuoksi nämä materiaalit eivät kuitenkaan enää täytä täysin pitkän aaltojen infrapunalasertekniikan kasvavia vaatimuksia. Nykyisten materiaalien rajoitukset on kiireellisesti murtautua ja kehittää korkean suorituskyvyn uusi pitkän aaltojen Irnlo-materiaalit.
Äskettäin Xinjiangin fysiikan ja kemian teknisen instituutin tutkijat, Kiinan tiedeakatemia, suorittivat systemaattisen analyysin olemassa olevien Irnlo -materiaalien suorituskyvyn alkuperästä. He ehdottivat rakennesuunnittelustrategiaa, johon sisältyy edullisten funktionaalisten yksiköiden synergistinen kokoonpano uusien Irnlo -materiaalien rakentamiseksi. Käyttämällä AⅱBⅱCⅳQⅵ₄-perhettä mallina, he moduloivat menestyksekkäästi kaistanoston ja toisen asteen epälineaarisia optisia vaikutuksia selenidiyhdisteissä, mikä johtaa kahden uuden pitkäallon Irnlo-materiaalin löytämiseen: srcdsise₄ ja bacdsise₄.
Näillä kahdella yhdisteellä on vahvat toisen asteen epälineaariset optiset vasteet, joiden AgGAS₂: n mittaus on 2,1-2,7-kertainen, kun taas niiden kaistanhoidot (2,67–2,78 eV) luokittavat ne leveäkaistaisiksi puolijohteiksi. Heidän laservauriokynnyksensä ovat neljä kertaa korkeammat kuin kaupallisessa Aggas₂: ssä, mikä tekee niistä lupaavia ehdokkaita tehokkaaseen, suuritehoiseen pitkäaaltoinfrapunasävyyn. Erityisesti Srcdsise₄ on yhtenäisesti sulattava yhdiste, jolla on suotuisat kidekasvuominaisuudet, mikä helpottaa suurten yksittäisten kiteiden kasvua käytännön sovelluksiin.
Sekä kokeelliset että laskennalliset tulokset osoittavat, että Srcdsise₄: n ja BACDSE: n erinomainen kattava suorituskyky johtuu ensisijaisesti edullisten funktionaalisten yksiköiden synergistisestä kokoonpanosta, mukaan lukien [aⅱse₈], [cdse₄] ja [sise₄].
Aiheeseen liittyvät tutkimustulokset julkaistiin edistyneissä funktionaalisissa materiaaleissa. Tätä työtä tukivat Kiinan tiedeakatemian strateginen prioriteettitutkimusohjelma, Kiinan kansallinen luonnontieteellinen säätiö ja Xinjiang Uygurin autonomisen alueen luonnontieteellinen säätiö.