二价稀土离子因其独特的电子构型，成为发光材料和稀土化学研究的焦点。然而，其化学不稳定性限制了相关无机光电功能材料的发展。中国科学院新疆理化技术研究所的研究人员取得突破，利用新颖的风车状结构框架，成功稳定了二价稀土离子，合成出九种新型二价稀土硫属化合物reiibii6ciii6qvi16 (re = 二价稀土元素)。
这些化合物具有非中心对称的P6空间群结构，二价稀土离子以独特的[RE2+Q6]三棱柱构型稳定存在于由[BIIQ6]八面体和[CIIIQ4]四面体组成的风车状孔道中。 值得注意的是，原子取代或共取代并未改变晶体结构，展现出该结构优异的稳定性和弹性。
光学性能测试表明，该系列化合物兼具发光和非线性光学响应特性。其中，PrMg6Ga6S16作为一种稳定的二价镨基硫属化合物，展现出其发光特性，验证了Pr2+在无机硫属发光材料应用中的可行性。LaMg6Ga6Se16则表现出优异的非线性光学响应，其强度是AgGaS2的1.5倍，激光损伤阈值更是AgGaS2的3倍。
这项研究成果不仅拓展了稀土化学领域，也为设计新型二价稀土功能材料提供了宝贵的经验。相关研究论文已发表在《创新·材料》（The Innovation Materials）期刊上，并得到国家自然科学基金等机构的资助。
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PrMg6Ga6S16晶体结构图
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