硫属化合物是多波段可调谐光学参量振荡器的关键材料，在遥感、光通信、光谱成像等领域有重要应用，探索合成能隙（E_g）大、非线性光学（NLO）性质优良的硫属化合物可以拓展其应用波段范围，具有重要的学术意义和实用价值。前期工作中，北京师范大学的吴立明教授和陈玲教授提出的“能带工程木桶效应electronic structure engineer bucket effect”认为：“木桶效应”指木桶能装多少水，由其组成的最短木板长度决定。类似地，化合物的能隙主要由化合物价带顶部和导带底部的成分能级决定。利用该策略，作者成功解释了复杂立方体系A^II₆(B^I₂C^II)D^IV₄S₁₆家族几十例化合物的能隙及其变化关系（Cryst. Growth Des. 2020, 20, 8084–8089.）。近期，他们利用“能带工程木桶效应”，阐释了20多例正交相AeM^IIM^IVQ₄（Ae = alkaline earth metal; M^II = Zn, Cd, Hg; M^IV = Si, Ge, Sn; and Q = S, Se）化合物的电子结构及其能隙关系。并指明：1）碱土金属组分对E_g的影响可以忽略不计；2）Q组分影响了价带顶部的能量位置；3）二价金属（M²⁺）和四价金属(M⁴⁺)阳离子决定了导带底部的能量位置。当相应的M²⁺Q和M⁴⁺Q₂二元化合物能隙相当时，它们共同决定四元化合物的能隙；当MQ和MQ₂的能隙差大于0.5 eV时，谁的能隙小，谁就成为“木桶的短板”，决定了四元化合物的能隙值。例如已知四元化合物BaZnSnSe₄ (E_g = 1.88 eV) 和BaCdSnSe₄ (E_g = 1.79 eV)虽然所含的二价金属离子不同，但它们的能隙却基本相同。这是由于决定四元化合物能隙大小的短板是SnSe，而不是二价金属(Zn²⁺或Cd²⁺)（E_g(SnSe) = 1.03 eV，E_g (ZnSe) = 2.67 eV，E_g (CdSe) = 1.71 eV）。根据这个原则，就可以通过参照二元化合物的能隙值，对目标四元化合物的能隙值进行毛估。同时，该原则也指明了能带调控的设计合成方向。

在“能带工程木桶效应”策略的指导下，作者成功设计合成了SrZnGeS₄。该化合物的能隙为3.63 eV, 是迄今AeM^IIM^IVQ₄系列化合物中的最大值，远大于AgGaS₂、AgGaSe₂等商用红外硫属NLO化合物。由于能隙大，该化合物具有超宽的透明窗口，透过范围为0.30 to 23.6 μm，覆盖了紫外，可见，近红外和远红外波段范围。尤其是，该化合物表现了优异的双波段非线性光学性能。

研究表明，SrZnGeS₄晶体结构属于正交晶系Fdd2空间群，为角共享[ZnGeS₆]二聚体形成的二维层状结构。该化合物非线性光学性能优异，相位匹配，在850–2100 nm入射波长下，表现了较强的SHG强度，约为KDP的0.8–11.0倍（或AGS的0.9–17.5倍）。同时，该化合物表现了良好的强激光耐受能力，激光诱导损伤阈值高达AGS的35倍，预示着良好的高功率激光应用前景。该材料的发现为新型紫外-可见-远红外的多波段OPO系统的应用和研发提供了可能。