稀土掺杂玻璃材料的光学与热力学稳定性，依赖稀土离子的局部配位环境和空间分布。以往研究采用光谱分析、拉曼、中子散射等手段来探讨稀土离子在玻璃网络中的配位状态，但这些手段难以精准分辨并定量解析稀土离子的多种局域构型。同时，顺次性稀土离子难以通过固态核磁共振进行有效探测，限制了对稀土离子与玻璃网络连接机制及其结构演化规律的理解。这些局限使得稀土离子的局部有序性和网络修饰机制缺乏系统研究。

　　研究选取无顺磁性且具优异固态核磁共振响应特征的Sc3+为模型离子，以模拟小半径重稀土离子在磷酸盐玻璃中的结构行为。研究进一步通过多维固态核磁共振技术，解析Sc2O3-xKPO3玻璃中31P、45Sc与39K的局域结构，揭示了Sc3+的配位特性与聚集规律。结果表明，Sc3+在玻璃网络中完全呈现六配位态，并以共顶形式连接六个磷氧四面体[PO4]。研究确认了结构单元，并对鉴定出的9种单元进行定量分析。基于电荷、键数与空间分布概率的计算发现，Sc3+在5.5 Å范围内存在聚集倾向。同时，研究据此构建其原子尺度的聚集模型。这一原子尺度模型揭示了稀土离子聚集的微观机理，为理解和调控磷酸盐玻璃的光学与热学性能奠定了基础，并有望指导材料设计以规避相分离风险。

　　相关研究成果发表在Journal of Non-Crystalline Solids上。研究工作得到到中国科学院战略性先导科技专项的支持。

1Sc2O3-7.5KPO3玻璃中单元在Sc3+离子周围的空间分布示意图