非線性光學開關材料是非線性光學材料的一個重要分支，指的是在某種外界條件（如：光、熱、化學環境變化等）變化下，能夠在非線性光學 “開”、“關”兩種狀態間切換的物質。先前的大多數研究主要集中于液態材料，但其易失諧以及不穩定等特點，使得液態開關材料難以獲得實際應用。而固態非線性開關材料具備非線性性質優良、性能穩定、易于調控等優勢；但是目前具備固態非線性開關特性的材料卻還很匱乏，這是因為其不僅要求其結構構筑基元是強響應非線性活性基團，而且環境變化下具備基元間對稱性的可逆重排特性。目前，已經報道的固態非線性開關材料在狀態間切換依賴于材料本身的相變溫度Tc，正因如此，已報道材料只能在一個固定溫度點下使用，這嚴重限制了固態非線性材料在溫度響應方面的應用。 2018年吳立明課題組從理論上預測具不對稱性的單氟磷酸根PO3F2-有望成為新的DUV NLO功能基團，并提出氟磷酸鹽可作為深紫外非線性光學材料；進而通過實驗合成獲得(NH4)2PO3F，NaNH4PO3F?H2O，(C(NH2)3)2PO3F等新型單氟磷酸鹽深紫外非線性光學材料，并對其非線性光學性能進行了系統研究。（Chem. Mater. 2018, 30, 7823-7830.）。對其中非線性晶體材料(NH4)2PO3F相變特性深入研究發現：該化合物可在溫度變化下發生低溫相（P21/n、無非線性信號）和高溫相（Pna21、有非線性信號）的相互轉變。通過單晶結構表征分析證實，該相轉變需要克服氫鍵網絡重排的能壘。基于此，該工作提出，如果能調控(NH4)2PO3F中的氫鍵結構，有望實現對該化合物相變能壘和相變溫度的調控。據此，該工作利用K+與NH4+的半徑相似但不存在氫鍵環境的特點，設計合成了一系列化合物Kx(NH4)2-xPO3F (x = 0.0 – 2.0)。研究表明，隨著K+含量x的增加，由于Kx(NH4)2-xPO3F結構中氫鍵網絡不斷被削弱，發生相轉變所需克服的能壘也逐步降低，在材料性能上則表現為非線性開關激發溫度Tc的不斷降低。因此，通過調控材料中K+離子的含量，固態非線性開關材料Kx(NH4)2-xPO3F (x = 0 – 0.3)可實現激發溫度Tc在270–150 K大溫度范圍內的連續可調。這是首次實現對固態非線性開關材料激發溫度的調控，并且根據K+離子含量的控制，可實現在120攝氏度范圍內的寬溫度連續可調。通過理論計算高溫相與低溫相的自由能證實當K+含量高于30%時，由于氫鍵結構的過度削弱，該相轉變消失，這與實驗結果相符。該工作系統深入地探究了內部微觀結構與宏觀非線性光學開關性質之間的內在機制，不僅打破了傳統非線性開關局限在特定溫度的壁壘，而且為今后研究氫鍵機制作用下調控宏觀性質提供了有益的參考。