石墨-金刚石直接相变成核机制的原子级证据
材料科学
2021-11-29 v1
摘要
石墨-金刚石直接相变机制一直是激烈研究的课题，且在转化的初始阶段、中间相及其转化路径方面仍存在争议。在此，我们通过调节高温高压条件，成功回收了早期转化阶段的样品，并揭示了支持成核-生长机制的直接证据。原子级观察表明，正交石墨中间相介导了金刚石核的生长。此外，我们观察到，在较低温度下，可淬火的正交石墨和菱面体石墨在褶皱石墨中稳定存在。这些中间相在较高温度下进一步沿着能量有利的路径转化为六方金刚石和立方金刚石，顺序为：石墨 -> 正交石墨 -> 六方金刚石，石墨 -> 正交石墨 -> 立方金刚石，石墨 -> 菱面体石墨 -> 立方金刚石。这些结果显著提高了我们对相变机制的理解，使得从石墨合成不同高质量形态的金刚石成为可能。
引用
@article{arxiv.2111.13382,
title = {Atomistic Evidence of Nucleation Mechanism for the Direct Graphite-to-Diamond Transformation},
author = {Duan Luo and Liuxiang Yang and Hongxian Xie and Srilok Srinivasan and Jinshou Tian and Subramanian Sankaranarayanan and Ilke Arslan and Wenge Yang and Ho-kwang Mao and Jianguo Wen},
journal= {arXiv preprint arXiv:2111.13382},
year = {2021}
}