许思维，杨晓宁，沈 祥

(1.湖南文理学院数理学院，湖南省光电信息集成与光学制造技术重点实验室，常德 415000； 2.宁波大学高等技术研究院，浙江省光电探测材料及器件重点实验室，宁波 315211)

0 引 言

硫系玻璃是指由硫族元素(S、Se和Te)与其他金属或非金属元素(Ga、Ge、As、Sb、Si和P等)以共价键形式结合所形成的非晶态材料,因其具有极高的三阶非线性系数和极宽的红外透光范围[1-4]，故可以作为一种新型红外光子器件(光纤和波导等)基质材料，在中红外超连续谱光源、中红外光频梳、中红外拉曼光纤激光器、以及全光开关等方面具有广阔的应用前景[5-9]。许多硫系玻璃体系具有较大的玻璃形成区，其物理性质可以较容易地通过玻璃组成进行调整。由于材料的性质与其微观结构密切相关，了解硫系玻璃的微观结构随组成的变化有助于寻找具有最佳性能的玻璃应用于光学领域。

经过数十年的不断探索与研究，众多研究者总结出了两种结构模型可以在一定程度上解释硫系玻璃组成对其物理性质的影响。第一种模型是Phillips基于约束计数理论(constraints theory)最先提出的拓扑模型(topological model)，该模型强调玻璃的物理性质主要是由其平均配位数(mean coordination number, MCN)控制，并且认为存在一个转变阈值，即MCN值为2.4。对于GexAsySe1-x-y三元玻璃，Ge、As和Se原子的配位数分别为4、3和2，该玻璃的MCN值为4x+3y+2(1-x-y)=2+2x+y[10]。在其基础上，Thrope[11]指出，当MCN值<2.4时，玻璃内部的共价网络结构限制程度较低，呈松散状态；当MCN值>2.4时，限制程度过高，呈紧致状态。MCN值越接近转变阈值(2.4)，材料结构越稳定。Tanaka[12]发现在MCN值为2.67时，玻璃网络存在另一个转变，即从二维紧致状态向三维紧致状态的转变。……