β-BaB2O4(BBO)作为硼酸盐体系中著名的紫外(UV)-可见-近红外(IR)非线性光学(NLO)材料，因其优异的NLO性能而具有广泛的应用。需要进一步分析BBO的电子结构，以澄清有关BBO二次谐波产生(SHG)机制和NLO功能基序的争议。

亚原子分辨率的X射线衍射可用于直接研究晶体材料的电子密度(ED)。利用多极原子模型和分子中原子量子理论(QTAIM)，可以通过高质量高分辨率X射线衍射分析原子/轨道分辨ED及其拓扑特征。BBO的原子和宏观倍频系数可以通过静电矩来评估。

中国科学院福建物质结构研究所郭国聪教授课题组在《先进光学材料》上发表的一项研究中，通过实验电子密度揭示了β-BaB2O4的非线性光学机理。

研究人员通过高分辨率X射线衍射研究了著名的NLOBBO晶体的实验ED。他们发现[B3O6]3-基序主导两个大的非零SHG张量，而Ba原子主要贡献最小的一个，并且[B3O6]3-基序中末端O原子的原子SHG贡献比B和桥接O原子大得多，澄清了其NLO响应机制的争议。

此外，他们还通过变形电子密度观察到Ba-O相互作用的弱共价行为。实验ED得出的BBO的倍频系数与块状晶体的倍频系数非常吻合，为仅用易于获得的微小晶体筛选高性能NLO材料提供了一种高效、低成本的方法。

此外，研究人员还对电子结构进行了理论周期和分子密度泛函理论(DFT)计算，以进行直观的比较。

本研究提出了从静电矩评估BBO的原子和宏观倍频系数的一般策略。