Кристалл фторбората аммония, разработанный группой Пань Шиле из Синьцзянского физико-химического института Китайской академии наук, недавно был представлен в журнале Nature. С помощью этого кристалла группа впервые осуществила прямое удвоение частоты вакуумного ультрафиолетового лазера с длиной волны 158,9 нм, обновив рекорд выходной длины волны в этом диапазоне. Это достижение предоставило новый ключевой материал для области нелинейной оптики глубокого ультрафиолета.

В 2007 году Пань Шиле, завершив постдокторскую работу в Северо-Западном университете США, вернулся в Китай и создал группу в Синьцзянском физико-химическом институте с целью разработки нового поколения нелинейно-оптических кристаллов для глубокого ультрафиолета, сочетающих широкую запрещенную зону, сильный нелинейно-оптический эффект, высокое двулучепреломление и легкость выращивания. С помощью компьютерного моделирования группа обнаружила, что атомы фтора могут играть уникальную балансирующую роль в материале бората аммония, что определило направление исследований с фокусом на кристалле фторбората аммония. Из-за отсутствия справочной литературы и готовых технологий группа самостоятельно спроектировала реактор и разработала метод осаждения из газовой фазы, впервые синтезировав миллиметровые кристаллы фторбората аммония в 2016 году, что позволило преодолеть барьер длины волны в 200 нм для кристаллов глубокого ультрафиолета. Впоследствии, опираясь на многолетние накопленные экспериментальные данные, группа непрерывно оптимизировала процесс, отбирала доминантные зародыши кристаллов и преодолела техническую проблему слоистого роста кристаллов. В 2024 году был успешно создан сантиметровый монокристалл фторбората аммония, и группа также самостоятельно разработала полный процесс изготовления устройств, адаптированный для этого кристалла, совершив прорыв от материала к практическим приборам.

В ходе испытаний, после попадания определенного лазерного луча на кристалл фторбората аммония, был успешно получен выход вакуумного ультрафиолетового лазера с длиной волны 158,9 нм. Пань Шиле сказал: "Получилось, новый кристалл создан!" Проработав на границе почти двадцать лет и воплотив кристалл фторбората аммония от идеи в реальность, Пань Шиле выполнил свое научное обещание.