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晶钻CVD钻石制造商:蓝丝黛尔石与钻石的动力学竞争
时间:2017-2-18浏览次数:817
晶钻CVD钻石制造商:蓝丝黛尔石与钻石的动力学竞争

六方晶钻CVD钻石制造商(hexagonal diamond,HD), 又称蓝丝黛尔石(Lonsdaleite)是自然界中神秘的物质。六方晶钻CVD钻石制造商在自然界非常稀少,科学界普遍认为自然界中的六方晶钻CVD钻石制造商是流星上的石墨坠入地球时形成的。流星撞击地球会产生了巨大的热量与压强,从而导致石墨发生相变形成晶钻CVD钻石制造商。第一次发现六方晶钻CVD钻石制造商是在美国亚利桑那州的巴林杰陨石坑(Barringer Meteror Crater)中的魔谷陨石(Canyon Diablo meteorite)和印度阿萨姆邦的阿帕拉陨石(Goalpara meteorite)中(1)。六方晶钻CVD钻石制造商在地质研究中有着重要的作用。例如,在距今1.3万年的冰川世纪(Ice Age),又称为更新世(Pleistocene), 地球上发生大量的大型动物灭绝。许多学者认为,这与流星撞击地球有关,而目前科学家们判定是否有流星撞击事件的重要证据就是在相应的地质层中,是否可以找到六方晶钻CVD钻石制造商(2)。相比于六方晶钻CVD钻石制造商(cubic diamond,CD),立方晶钻CVD钻石制造商则经常出现在日常生活,通常被称为钻石。人类早就知道石墨和钻石是同素异构体,利用高温高压固态相变虽然可以将石墨转变成晶钻CVD钻石制造商,但是一般需要巨大的压强和非常高的温度;即使如此,得到的钻石颗粒度也极小。
寻找石墨合成晶钻CVD钻石制造商的最优合成条件是科学家过去60多年来不断努力的研究方向。早在1967年,在对石墨逐步增加压强时发现,能合成稳定存在的晶钻CVD钻石制造商的起始压强大约为15 GPa, 起始温度大约1000℃。然而,经过原子结构分析发现,在这种条件下合成的晶钻CVD钻石制造商竟然不是常见的立方晶钻CVD钻石制造商,而是与来自宇宙的六方晶钻CVD钻石制造商有着同样的结构(1,3)。因此,理解石墨到六方晶钻CVD钻石制造商的反应机理,特别是从原子层次揭示其机理,不仅对合成钻石有着基础性的指导意义,而且对深入了解陨石中钻石的具体来源也有着重要意义。更为广泛的是,在高压物理中,在不同的压强中物质将表现成完全不一样的性质,深入理解石墨到晶钻CVD钻石制造商的相变机理有普适的基础物理意义。尽管过去几十年来,人们采用了许多现代实验和理论方法对石墨到晶钻CVD钻石制造商的相变进行了广泛研究,但是由于难于了解固体相变的原子级别反应路径,对于为何六方晶钻CVD钻石制造商比起立方晶钻CVD钻石制造商更加容易在固固相变中被合成的这一关键问题,一直没有答案。

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