从金刚石到 BC8 再到简单立方：基于 metadynamics 的后金刚石碳相动力学路径

在高压条件下探测后金刚石碳相的实验观察仍然是高压科学中的主要挑战之一。利用基于配位数的集体变量和 SNAP 机器学习势能的 metadynamics，我们发现控制金刚石和六方金刚石向超过 1.5 TPa 后金刚石相转化的原子机制。该转化通过纳米规模液滴的均匀核化启动，随后迅速结晶为 either BC8（低于 1.8 TPa）或简单立方相（高于 2.1 TPa），一旦液态核 surpass 临界尺寸。在 1.8 TPa 和 3500--5000 K 附近识别了合成 BC8 的有利条件。我们还模拟了从简单立方和 BC8 相的解压缩路径，以研究在室常条件下恢复后金刚石碳所有ot的可能性。我们还发现一种新的 metastable 低焓热结构，具有四配位碳原子和空间群 P222。我们的见解为在极端条件下发现超密碳相的实验探索提供了理论基础。