近日，我室硕士生叶旗林（第一作者）和林常规研究员（通讯作者）在Journal of the European Ceramic Society期刊上发表了题为Unveiling crystallization mechanism for controlling nanocrystalline structure in glasses的论文。（J Eur Ceram Soc 40: 2173-2178. http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0955221920300145）

       玻璃析晶是涉及玻璃结构和玻璃形成的复杂问题，是玻璃科学领域中经久不衰的研究热点之一。可控玻璃析晶是实现多样功能玻璃陶瓷的基础，但玻璃的可控晶化机理一直论述不清。为何有些玻璃在晶化热处理后会形成纳米多晶的显微结构，而有的会得到纳米单晶复合的显微结构？前者如GeS₂-Ga₂S₃等硫系玻璃【J Solid State Chem, 2011, 184: 584-588.; Appl Phys Lett, 2012, 100: 231910-231914.】，后者典型的有KZnF₃等氧氟玻璃陶瓷【Nano Lett, 2015, 15: 6764-6769.】。阐明造成这种析晶行为差别的结构根源，一方面能够有效指导功能玻璃陶瓷组分设计与可控制备，另一方面能够帮助理解玻璃结构与玻璃形成等基本科学难题。我们在前期工作基础上，设计并制备了GeS₂-In₂S₃和GeS₂-Sb₂S₃-RbCl两种玻璃，利用TEM技术研究玻璃析晶后结构特点，揭示了玻璃中控制纳米结构的析晶机理：在GeS₂–In₂S₃玻璃中的含In基本结构单元的自组织连接，形成与In₂S₃晶体元胞的相似结构，从而促使该同化学组成晶体的优先成核，最终团聚生长后得到纳米多晶结构（如图1a）；在GeS₂-Sb₂S₃-RbCl玻璃中， Rb⁺、Cl^-等可迁移离子游离在[GeS₄]和[SbS₃]等结构单元构建的刚性网络结构中，在热激励下成核再结晶，并以Ostwald熟化方式生长为纳米单晶结构（如图1b）。最终，认识到玻璃析晶过程中形成纳米多晶或单晶的显微结构，取决于构成玻璃网络框架的基本结构单元是否参与晶化过程。

图1  (a) GeS₂–In₂S₃玻璃陶瓷的纳米多晶结构；(b) GeS₂-Sb₂S₃-RbCl玻璃陶瓷的纳米单晶结构