一、多金屬硼酸鹽的分類(lèi)
迄今為止，人們已經(jīng)合成了堿金屬、堿土金屬、兩性金屬及過(guò)渡金屬等之間形成的幾個(gè)系列的混合硼酸鹽化合物。
1、堿金屬－堿金屬混合硼酸鹽化合物
1995年Yusuke Mori等報(bào)道的新型紫外非線(xiàn)性光學(xué)晶體－硼酸銫鋰CLBO(CsLiB6O10)就具有大尺寸、高抗損傷、生產(chǎn)周期短、幾乎不潮解的優(yōu)點(diǎn)。CLBO晶體適用于Nd ：YAG激光的二至五倍頻的頻率變換。在現(xiàn)有的硼酸鹽非線(xiàn)性光學(xué)晶體中，CLBO晶體的生長(zhǎng)習(xí)性最好，采用頂部籽晶溶液法，易于生長(zhǎng)出大體塊單晶體，對(duì)核聚變裝置器件有應(yīng)用前景。另外，CLBO晶體有望成為深微米光刻的新光源材料。
已經(jīng)報(bào)道的堿金屬－堿金屬混合物硼酸鹽化合物還有： NaRb[B4O5(OH)4]2·4H2O，NaCs[B4O5(OH)4]2·4H2O，LiNaB4O7，LiKB4O7, LiRbB4O7,Cs2Na2B10O17,Cs2K2B10O17,Na0.33K1.67[B4O5(OH)4]2·3H2O。
2、堿金屬－堿土金屬混合硼酸鹽化合物
由文獻(xiàn)可以看出，在多金屬硼酸鹽中已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了許多優(yōu)秀的光學(xué)晶體，還可能存在許多未被發(fā)現(xiàn)的性能更好的功能材料。尤其是堿金屬與堿土金屬硼酸鹽體系，不僅可能存在優(yōu)秀的非線(xiàn)性光學(xué)材料、雙折射材料，還可能存在較好的熒光材料，如Li14Be5B(BO3)9,Ba2LiB5O10,LiSr4B3O9。此外，用稀土離子進(jìn)行摻雜，取代晶格中堿土金屬的位置，則某些硼酸鹽可能出現(xiàn)較好的熒光效應(yīng)。
已經(jīng)報(bào)道了的堿金屬－堿土金屬混合硼酸鹽化合物有LiMgBO3， BaNaBO3,CaNa3B509,CaNa3B5010,KSr4B309,NaSr4B309,NaBa4B309,LiCaBO3, Rb2Ca[B4O5(OH)4·28H2O,Rb2Sr[B4O5(OH)4]·28H2O，Cs2Ca[B4O5(OH)4]2·8H2O,K2Mg[B6O7(OH)6]2·4H2O, K2Ca[B4O5(OH)4]·8H2O。
3、堿土金屬－堿土金屬混合硼酸鹽化合物
為克服BBO、K2Be2B2F2(KBBF)存在的缺點(diǎn)，陳創(chuàng)天等發(fā)展了一個(gè)新的真空紫外區(qū)非線(xiàn)性光學(xué)晶體材料Sr2Be2B2O7(SBBO)，它保持了甚至超過(guò)BBO具有的有效倍頻系數(shù)的優(yōu)點(diǎn)，而且還將吸收邊延伸到150～160nm，開(kāi)拓了該區(qū)的非線(xiàn)性光學(xué)應(yīng)用。
已見(jiàn)報(bào)道的堿土金屬－堿土金屬混合硼酸鹽化合物有BaBe(BO3)2，CaBeB2O3，SrBe2(BO3)2，Ba0.87Sr3.13B14O25。
4、堿金屬－過(guò)渡金屬混合硼酸鹽化合物
1983年，Mascetti等合成了Na3Nd2(BO3)3晶體，屬正交晶系。由于Nd3+（r=0.98 ）和Sm3+（r=0.96 ）的離子半徑大小接近，張國(guó)春等在2002年采用高溫固相法合成了Na3Sm2(BO3)3(NSBO)晶體，它是一種非線(xiàn)性光學(xué)晶體。
已見(jiàn)報(bào)道的堿金屬－過(guò)渡金屬混合硼酸鹽化合物有Li3Pr2(BO3)3,Li6Eu(BO3)3,Na3La9O3(BO3)8,Li6Y(BO3)3,Na3La9O3(BO3)8，Li3Gd(BO3)2，Rb2CO[B6O7(OH)] ·24H2O，Na6Co[B6O7(OH)6]6·26H2O，K2CO[B6O7(OH)6]·24H2O,Na2Ln2(BO3)2O(Ln=Sm,Eu,Gd),Li6RE(BO3)3(RE=Gd,Y),Na3Ln(BO3)2(Ln=La,Nd),LiLn6O5(BO3)3(Ln=Pr～Tm)。
5、堿土金屬－過(guò)渡金屬混合硼酸鹽化合物
非線(xiàn)性光學(xué)晶體硼酸氧鈣釓GdCa4O(BO3)3(簡(jiǎn)稱(chēng)GdCOB)自1996年問(wèn)世以來(lái)，有關(guān)ReCaO(BO3)3系列（Re:稀土）晶體的研究一直受到矚目，它是非線(xiàn)性光學(xué)晶體，能夠產(chǎn)生倍頻效應(yīng)。如果摻入Nd、Yb等稀土元素，可以實(shí)現(xiàn)自倍頻效應(yīng)。近年來(lái)，隨著YCOB、GdCOB等一類(lèi)多金屬硼酸鹽非線(xiàn)性光學(xué)晶體的發(fā)現(xiàn)，這類(lèi)多金屬硼酸鹽晶體成了一個(gè)研究熱點(diǎn)。最近發(fā)現(xiàn)了另一類(lèi)型的多金屬硼酸鹽CaLa2B10O19(LCB)晶體。LCB晶體以其具有較大的非線(xiàn)性光學(xué)效應(yīng)，并且物化性能穩(wěn)定，在藍(lán)綠激光變頻方面有良好的應(yīng)用前景而倍受關(guān)注。
已見(jiàn)報(bào)道的堿土金屬－過(guò)渡金屬混合硼酸鹽化合物有AgSrB7O12,BaCuB2O5,BaZn2(BO3)2,Sr2Cu(B03)2,La2CaB10O19,Ca3Y2(BO3)4,Sr3Y(BO3)3,Nd2Sr3(BO3)4,Ba3Ln(BO3)3(Ln=La～Lu,Y)。
6、兩性金屬－(堿，堿土，過(guò)渡)金屬混合硼酸鹽化合物
硼酸鹽倍頻晶體中具有代表性的是硼酸鋁釔（YAlB3O12），晶體的倍頻系數(shù)一般以ADP晶體（NH4H2PO4）的系數(shù)為標(biāo)準(zhǔn)來(lái)測(cè)量。硼酸鋁釔晶體的倍頻系數(shù)是ADP晶體的2倍。YAlB3O12晶體硬度高，物理化學(xué)性能穩(wěn)定，不易潮解，可以生長(zhǎng)出質(zhì)量很高的晶體，是一類(lèi)比較獨(dú)特的晶體材料。自60年代初合成該類(lèi)晶體以來(lái)，人們用各種方法不斷探索生長(zhǎng)質(zhì)量?jī)?yōu)良的晶體，并通過(guò)摻入稀土元素獲得了激光自倍頻性能。
已見(jiàn)報(bào)道的堿土——過(guò)渡金屬硼酸鹽有K2AlB2O7，SrAl2B2O7，TbAl3(BO3)4，Na2Al2O(BO3)2,(Tm,Yb)Al3(BO3)4,NdAl3(BO3)4,PrAl3(BO3)4,K2[Ge(B4O9)]·2H2O。
7、其它多金屬混合硼酸鹽化合物
陳創(chuàng)天等以陰離子集團(tuán)理論為指導(dǎo)，運(yùn)用分子工程學(xué)的方法，發(fā)現(xiàn)了Kbe2(BO3)F2(KBBF)新晶體。KBBF晶體具有優(yōu)良的非線(xiàn)性光學(xué)性能，已經(jīng)實(shí)現(xiàn)184.7nm波長(zhǎng)的激光倍頻輸出，并可能實(shí)現(xiàn)ND:YGA激光器六倍頻波長(zhǎng)177.3nm激光輸出，是目前激光器六倍頻輸出波長(zhǎng)最短的晶體之一。但是，KBBF有強(qiáng)烈的層狀習(xí)性，晶體生長(zhǎng)十分困難。晶體生長(zhǎng)技術(shù)的突破已經(jīng)成為限制KBBF深入研究和應(yīng)用的瓶頸。因此，研究KBBF的合成和生長(zhǎng)還需要科學(xué)研究者做出更大的努力。
已見(jiàn)報(bào)道的其它多金屬硼酸鹽有TbFe3(BO3)4，CeS(BO3)4，TlTaB2O6,
GdFe3(BO3)4，Sr6NdSc(BO3)6，BiAlGa2(BO3)4，NaSr0.5Al2B2O7， NaCa0.5 Al2B2O7，Lu0.66La0.95Sc2.39(BO3)4，Y0.57La0.72Sc2.71(BO3)4，Ca3Gd2(1-x)Ln2x(BO3)4(Ln3+=Ce,Sm,Eu,Tb),RFe3(BO3)4(R=Y,Nd,Sm,Gd,Dy or Ho)。
二、前景和展望
多金屬硼酸鹽體系是功能晶體探索和研究?jī)?nèi)容十分豐富的材料體系。國(guó)內(nèi)外學(xué)者在該體系晶體的應(yīng)用方面已取得了突出成績(jī)。在這些金屬硼酸鹽化合物中，絕大部分晶體用于非線(xiàn)性光學(xué)材料，還有少數(shù)具有巨大用途的化合物，如SrCu2(BO3)2可以對(duì)丙烯腈脫水制備丙烯酞胺的反應(yīng)過(guò)程起催化作用；ZnCu2(BO3)2可以有效的加速合成氣轉(zhuǎn)變成乙醇的反應(yīng)；另外，Cu2Al6B4O17也 有很好的催化活性。由此看見(jiàn)，多金屬硼酸鹽不僅可以在光學(xué)領(lǐng)域中有著廣泛的應(yīng)用，而且在其它領(lǐng)域也同樣發(fā)揮著重要的作用。同時(shí)，也可能存在許多未被發(fā)現(xiàn)的 多金屬硼酸鹽，值得今后關(guān)注，這就要求國(guó)內(nèi)外研究者還需要進(jìn)行更加深入更加細(xì)微的研究多金屬硼酸鹽，以便發(fā)揮多金屬硼酸鹽更大的應(yīng)用價(jià)值。