近日，我院陈大钦教授团队在高结晶透明玻璃陶瓷研究领域取得重要进展。团队针对透明玻璃陶瓷结晶度不足引发的“性能稀释”问题，提出“非晶工程（amorphous engineering）”策略，在维持高光学透明性的同时实现超高结晶度，并系统验证了该类材料在透明显示、激光照明与X射线成像等先进光子应用中的潜在价值。相关研究成果以“Amorphous Engineering of Transparent High-Crystallinity Luminescent Nano-Glass-Ceramics for Advanced Photonic Applications”为题，发表于国际权威学术期刊《Advanced Materials》。
透明玻璃陶瓷兼具玻璃的高透过率与晶体的优异物化性能，被认为是多类先进光子器件的关键候选材料。然而，传统透明玻璃陶瓷的结晶度普遍偏低（多低于70%），导致发光相含量受限，从而产生“性能稀释”效应，显著制约其综合性能提升与应用拓展。因此，在保持高透过率的前提下实现高结晶度，一直是该领域亟待突破的核心科学问题。
我院陈大钦教授团队长期致力于荧光玻璃陶瓷/荧光陶瓷的设计、制备及应用研究。针对上述瓶颈，团队提出“非晶工程”策略，即协同“非晶相分离-玻璃网络结构限域”的结构设计思路。具体而言，（1）通过促进非晶相分离，形成大量的界面层，这些界面有利于非均匀成核，从而推动形核过程并增加析晶数量；（2）通过组分调控，引入形成体或中间体调控玻璃网络致密性，限制晶体的生长，使晶粒尺寸保持在可见光波长以下，从而确保透明性。
以SiO2-Al2O3-Na2O-P2O5-ZrO2体系为例，所制备玻璃陶瓷的结晶度可达90.2%，同时可见光透过率可达90%。在该策略指导下，团队进一步在以SrF2、KAlSiO4、CsPbBr3与ZnS等为主晶相的多种体系中均实现了高结晶度透明玻璃陶瓷的可控制备。同时，所制备高结晶透明玻璃陶瓷可实现多色发射，在多种新型光子应用中极具潜力：基于其透明性与结晶度兼顾的特点，可用于透明显示；在405nm激光激发下可获得高品质白光输出（显色指数达94），可用于激光照明；在X射线激发条件下，Tb3+掺杂样品的闪烁发光强度达到102% BGO，并实现24.3lp/mm的X射线成像空间分辨率，可用于X射线成像。
福建师范大学为论文第一完成单位，我院硕士研究生尤凤銮为第一作者，中国计量大学雷磊教授、福建师范大学林世盛副教授与陈大钦教授为共同通讯作者。该研究获得了国家自然科学基金及福建省自然科学基金等项目支持。
论文链接：https://doi.org/10.1002/adma.202520325
论文全文：
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