圍繞在我們身邊的固體物質，無論是塵埃沙礫還是金屬寶石，其本質都是由原子在空間中堆積而成的。而根據原子的堆積是否有序，固體物質又可以被劃分為晶體和非晶體。在晶體中，原子在三維空間上具有特定的堆積次序，其晶體結構可以用一個小的結構單元周期性表達。且在宏觀視角下，我們無法分辨出其中的不連續(xù)性，因此我們通常認為，在晶體材料中原子的排布是均勻且規(guī)則的。同時，這也使得晶體材料的各個部分具有相同的物理、化學性質。

      而與此相對，非晶體材料中的原子則缺乏長程的周期性排列，僅存在著短程有序性，即每個原子只在小范圍內與其臨近的原子在排列上呈現(xiàn)出一定的規(guī)則性。因此從宏觀上觀察，其原子排列呈現(xiàn)出普遍的無序性。而這種非晶體在結構上的差異，也直接導致其在力、聲、光、電、磁、熱等各方面材料性能上表現(xiàn)出極大不同。我們日常隨處可見的玻璃便是最典型的非晶體材料之一。

      緱慧陽表示，傳統(tǒng)意義上一般將原子在0—0.5納米直徑范圍內呈現(xiàn)出的有序性稱為短程有序，0.5—2.0納米范圍內呈現(xiàn)出的有序性稱為中程有序，大于2.0納米的則稱為長程有序。但他也提到，在實際的工作中，更常采用的方法是以有序配位殼層的數(shù)量來定義空間有序性，這是考慮到不同材料之間由于鍵長等差異導致的空間尺寸差異。

      然而物質世界變幻無窮。研究人員發(fā)現(xiàn)，當溫度升高時，晶體中的長程有序性會顯著降低，逐漸向短程有序過渡，此時理解兩種狀態(tài)之間的差別變得異常困難。

      那么對固體，尤其是強共價和類共價固體來說，在長程有序和短程有序之間，是否存在著一種中間態(tài)？為了探索這一結構之謎，理論科學家們提出了一種“次晶態(tài)”結構模型?！?930年以來，次晶態(tài)的概念偶爾出現(xiàn)在科學界，1950年德國霍斯曼教授基于一些軟物質的發(fā)現(xiàn)，提出次晶態(tài)作為獨立于晶體和非晶體的一種狀態(tài)?！本椈坳栒f，該概念在1980年前后逐漸被推廣到聚合物、膠體、生物材料，甚至一些熔融態(tài)金屬和合金、玻璃中。然而，在共價鍵合和類共價鍵合的材料中，科學家們卻一直未能在自然界或實驗室中發(fā)現(xiàn)這種完全由中程有序的次晶組成，而又不具有長程有序性的物質狀態(tài)。盡管其曾經在半導體材料硅中提出過，但含量只有不到18%，而對于同族的金剛石來說，則一直沒有相關研究涉及，更沒有實驗現(xiàn)象和證據。