液态碳的局域结构控制金刚石成核
软凝聚态物质
2015-05-13 v1
摘要
金刚石在超过4000 K的温度下熔化。由于在如此极端的温度和压力下实验困难，尚无逆向过程——从熔体中金刚石成核——的稳态速率测量。通过数值模拟，我们估算了金刚石成核速率，发现当在恒定过饱和度下增加压力时，该速率会提高多个数量级。原因是压力增加改变了碳原子的局域配位，从三配位变为四配位。事实证明，在四配位液体中成核金刚石比在三配位液体中容易得多，因为后者中创建金刚石-液体界面的自由能成本更高。我们推测这种成核控制机制与许多网络形成液体的结晶相关。基于我们的计算，我们得出结论：在富碳恒星中均匀成核金刚石是可能的，而在气态行星中则不太可能。
引用
@article{arxiv.0907.2052,
title = {Local structure of liquid carbon controls diamond nucleation},
author = {L. M. Ghiringhelli and C. Valeriani and E. J. Meijer and D. Frenkel},
journal= {arXiv preprint arXiv:0907.2052},
year = {2015}
}