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近日，中國科學院合肥物質科學研究院安光所萬松明團隊與上海大學高品質特殊鋼冶金與制備國家重點實驗室尤靜林教授團隊合作，在二氧化鍺熔體中發現了三配位的鍺原子，相關成果近期發表在《自然通訊》上。
固態物質存在的兩種主要形式是晶體和玻璃體，兩者均孕育于高溫熔體。高溫熔體的結構，關系到熔體的宏觀性質、晶體的生長機理和缺陷的形成規律、玻璃體的結構和性質，是物理、化學、材料、地學等多個學科共同關注的重要基礎問題之一。但是，由于缺乏有效的分析手段，極大限制了人類對熔體結構的認識。
作為一種基礎材料，二氧化鍺熔體的結構多年來備受關注。普遍的觀點認為，在二氧化鍺熔體中，鍺原子周圍存在至少四個配位氧原子。安光所萬松明團隊采用高溫拉曼光譜實驗技術與DFT理論計算方法，在二氧化鍺熔體中發現了三配位的鍺原子，顛覆了對鍺氧結構的傳統認知。這一結果有望平息對二氧化鍺熔體結構近半個世紀的爭論。
三配位鍺原子的發現，為認識鍺酸鹽熔體結構提供了新的視角，將有助于更好地理解鍺酸鹽晶體和玻璃的形成過程、缺陷結構和性質。另外，二氧化鍺作為二氧化硅的同類物質，其熔體結構的研究成果也有望為地質和礦物學研究提供新思路。（記者 鹿嘉惠）