近日，我室研究生刘子强（第一作者）和刘自军研究员（通讯作者）、沈祥研究员（通讯作者）在期刊Optical Materials Express上发表了题为Investigation on gallium doping Ge-As-Schalcogenide glass and glass ceramics”的论文，文章链接：https://doi.org/10.1364/OME.516637。

       近年来，硫系玻璃因其红外透明窗口宽、成分可调、形状可控、热效应低、玻璃成型能力好等优点，在红外热成像技术中得到越来越广泛的应用。硫系玻璃的传输范围覆盖了第三个大气传输窗口，表明其在传感器和光通信系统中的潜在应用。单晶锗也是一种常见的红外材料，但其制备效率低、成本高、制备大尺寸红外透镜难度大。硫系玻璃作为单晶锗的替代品，其制造成本低得多，且能够制备成块状玻璃。然而，硫系玻璃的力学性能远不如用于制作红外透镜的传统单晶锗材料。市场上常见的商用硫系玻璃由于硬度较低极大地限制了硫系玻璃在民用领域的大规模应用。

       本文采用传统的熔融淬火法制备了体积型硫系玻璃（Ge35As10S55）100−xGax (x = 0,1,3,5,7,9)，并通过热处理制备了玻璃陶瓷，提高了其力学性能。采用FTIR、DSC和维氏硬度分析对玻璃和玻璃陶瓷样品的光学、热学和力学性能进行了测试。结果表明，玻璃样品在3-12µm附近的红外透射率约为70%。通过掺杂镓和改善熔淬条件，使纯玻璃的硬度从231 kgf/mm2提高到282 kgf/mm2。用XRD对玻璃陶瓷中析出的纳米晶类型进行了表征。γ-Ga2S3晶相的存在提高了玻璃的硬度。利用扫描电镜研究了纳米晶在玻璃陶瓷微观结构中的大小和分布。通过析出直径小于500 nm的纳米晶，（Ge35As10S55）93Ga7玻璃的硬度达到302.6 kgf/mm2。

Fig. 1. Hardness of samples annealing for 3,6,9,12 and 15h.

Fig. 2. SEM images of glass samples annealing for (a)6 h, (b)9 h, (c)12 h, (d)15h.