具有非心点群对称性的化合物,有望成为非线性光学材料、压电材料,具有唯一偏振轴或极性轴的非心对称性化合物还可望成为热释电或铁电材料。非心对称结构材料的制备,可通过优选非心对称“基因”(活性基元)和调控基因排列方式、堆积密度和外场作用等晶体工程方法实现基因工程设计与定向合成[1]。以四角锥配位结构[BiQ5]和[InQ]4 四面体作为非心材料基因,以Ba 离子作为电荷平衡剂,构造虚拟晶体Ba2BiInQ5(Q = Se,Te)；接着用晶体结构预测方法确认晶体为非心结构后,再用第一性原理计算晶体的能带结构和光学性质如透过宽度,倍频系数和综合优质因子；最后,我们从实验上得到Ba2BiInSe5 晶体,并测试了Ba2BiInSe5 单晶晶体结构和非线性光学性质[2]。以四面体[GaQ4]和四脚锥[SnQ4]作为非心材料基因,制备得到二个同类结构非心对称点群化合物SnGa4Q7(Q = S,Se),这两种化合物材料都显示出大的倍频转换效率、高激光损伤阈值和宽的中红外透过区域。理论研究阐明Sn2+的空间化学活性的孤对电子可以显著提高基因的[SnQ4]极性,大的非线性光学响应来自Sn-Q 的共价作用和基因[SnQ4]、[GaQ4]的极性协同效应。