新型功能固态材料的探索，在推动科技进步、促进工业发展、以及提升民众生活品质方面扮演了关键角色。特别是在无机非线性光学材料领域，这类晶体通过频率转换技术实现了激光输出的可调性，这一特性在激光微加工、光刻技术、光学参量振荡等应用中至关重要。然而，目前的材料创新大多依赖于科学家的直觉和反复试错。鉴于此，对于高性能紫外非线性光学材料而言，需同时满足大的二次谐波响应、短的紫外截止吸收边和适度的双折射率等多重标准，使得材料设计的复杂性大幅增加。因此，在当前的研究领域中，目标导向的新型无机紫外非线性光学材料的理性设计和高效合成，成为了一个重大挑战。

近日，四川大学的邹国红教授与河北大学的张兵兵教授合作，通过将高通量筛选与晶体工程完美融合，在矿物结构库中高效筛选出钡钛硅石矿Ba₂TiOSi₂O₇，以其作为结构原型，高效合成了两种性能优异的无机紫外非线性光学晶体材料Rb₂TeOP₂O₇和Rb₂SbFP₂O₇。

钡钛硅石（Ba₂TiOSi₂O₇）矿物，以其独特的二维开罗五边形层状结构而著称，表现出较大的二次谐波响应。然而，这些化合物受到其较小的双折射率和窄的带隙的限制，影响了它们在实际应用中的潜力。利用晶体工程策略，采用多位点化学共取代法以具有立体化学活性孤对电子的[TeO₅]^6-/[SbO₄F]^6-单元替换母体材料中的[TiO₅]^6-基团，显著提升了目标化合物的性能，包括带隙的扩大和双折射率的提升。显著的是，Rb₂SbFP₂O₇在双折射率上实现显著提升，其值为0.15@546 nm，大约是母体化合物Ba₂TiOSi₂O₇（0.005@546 nm）的30倍。这一重要进步为在紫外区实现有效的相位匹配提供了充分条件。除此之外，Rb₂SbFP₂O₇还表现出了显著增强的二次谐波响应，其强度是KDP的5.1倍，并且具有更短的紫外吸收截止边（260 nm），证实了其作为高效日盲区无机紫外非线性光学材料的潜力。

同时，基于密度泛函理论的理论计算深入揭示了Rb₂TeOP₂O₇和Rb₂SbFP₂O₇的结构特征与其卓越性能之间的紧密关系。这些结果不仅验证了晶体工程设计策略的有效性，还为进一步的材料创新提供了坚实的理论基础。

这项工作不仅成功复兴了经典的钡钛硅石矿物，还成功将钡钛硅石型化合物应用于紫外非线性光学领域，实现了关键性的突破。此外，它还为精准高效探索具有目标导向的新型结构驱动功能材料提供了一条清晰的指导路线图。