1、作為一類重要的非氧化物玻璃，硫系玻璃具有較低的聲子能量、較高的折射率和相當寬的透過窗口等獨特性能，在紅外成像、信息存儲、國防軍事、生物工程及醫(yī)療等領域具有廣闊的應用前景。材料的結構決定材料的性質，性質是結構的外在反映，為了更有效的利用材料的各種性質，必須了解其產生特定性質的原因，即組成和結構的關聯信息。與具有周期性明確結構的晶體材料相比，玻璃在結構上存在著更多的無序性和不確定性。雖然早在1932年，非晶態(tài)科學家W.H. Zacharas

2、en就指出了玻璃結構研究的重要性，同時對玻璃無序網絡結構進行了一定的描述。但直到目前為止，關于玻璃結構的爭論還遠未停止，玻璃結構的探測和闡釋仍是國內外廣泛關注的熱點問題?；诹孔踊瘜W從頭算方法，本文運用Gaussian軟件對硫系玻璃中的一元體系(S,Se)、二元體系(S-Se,As-S,As-Se,Ge-S,Ge-Se)和三元體系(As-S-Se,Ge-S-Se)中可能存在的基本結構單元的拉曼振動譜進行了計算機模擬；同時運用群論方法對各

3、結構單元可能存在的拉曼活性振動模式進行了歸屬和分析；通過與實驗拉曼光譜的系統(tǒng)對比分析，對系列硫系玻璃拉曼光譜的譜峰進行了更明確的歸屬；進而基于某一具體結構單元近鄰環(huán)境的模擬和計算，合理闡釋了拉曼譜峰峰位隨組成變化的演變規(guī)律。該工作對人們進一步深刻理解玻璃的近程和中程結構具有重要意義。
　　本研究主要內容包括：⑴對SxSe1-x硫系玻璃體系中可能存在的兩種結構單元環(huán)與鏈的拉曼光譜進行計算和分析，從理論上明確了475cm-1峰位歸屬于

4、S環(huán)的相關伸縮振動，而446cm-1和500cm-1附近峰肩歸屬于S鏈的相關伸縮振動；同時對非晶態(tài)Se的拉曼光譜進行了精細分析，指出了260cm-1附近的峰肩主要歸屬于Se8環(huán)的相關伸縮振動模式；235cm-1峰肩主要歸屬于Sen鏈的相關伸縮振動模式，而對于250cm-1附近的最強峰則主要是由Se環(huán)與Se鏈兩者伸縮振動模式共同作用引起的；最后通過對SnSe8-n所有混合八元環(huán)拉曼光譜的計算機模擬，從理論上明確了混合八元環(huán)中S-Se鍵的伸

5、縮振動模式位于350cm-1附近。⑵對AsxSySez硫系玻璃體系中可能存在的最小結構單元的拉曼光譜進行了模擬計算與分析，明確了As過量的As-S，As-Se體系的實測拉曼光譜中許多未知的峰位的歸屬；針對As-S-Se三元體系，基于群論分析，利用振動耦合理論合理解釋了混合結構單元AsSnSe3-n中主振動模式頻率的演變規(guī)律。⑶通過對Ge-S-Se體系基本的混合四面體GeSnSe4-n(n=0-4)計算，發(fā)現所有伸縮振動模式可以分為Ge-

6、S相關和Ge-Se相關兩種類型，并且它們的振動頻率遞變關系符合振動耦合理論。針對爭議（主拉曼峰移由玻璃的整個拓撲連接決定或由局部環(huán)境決定），設計具有相同拓撲連接的玻璃組成Ge(SxSe1-x)2體系，根據實測拉曼譜的演變和拉曼譜的計算機模擬，指出主拉曼峰位遞變的起源應歸因于中心振動單元的局部配位環(huán)境變化。針對玻璃結構的爭議（化學序隨機網絡模型和化學序不均一分相模型），與隨機概率分布的理論值相比，分峰擬合所得到的不同結構單元峰面積計算結果