Geksagonal'nyy almaz: teoreticheskoe issledovanie sposobov polucheniya i eksperimental'noy identifikatsii

封面

如何引用文章

全文:

开放存取 开放存取
受限制的访问 ##reader.subscriptionAccessGranted##
受限制的访问 订阅存取

详细

В данной работе проведено теоретическое исследование способов формирования гексагонального (2H) алмаза из политипов алмаза при различных видах деформации структуры. При использовании метода теории функционала плотности в обобщенном градиентном приближении установлено, что наиболее вероятный способ формирования структуры 2H политипа алмаза - это воздействие на плоскости(111) кубического алмаза сдвиговыми напряжениями > 102.9 ГПа вдоль направления [211], когда величины давлений по осям [111], [110] и [211] достигают 21.6, 21.7 и 69.9 ГПа. Также в работе выполнен расчет спектров комбинационного рассеяния и рентгеновских абсорбционных спектров для различных политипов алмаза. Анализ расчетных спектров показал, что гексагональный алмаз может быть однозначно идентифицирован, если в исследуемой системе не присутствуют другие политипы алмаза с ненулевой гексагональностью. Кроме того, проведен анализ данных спектроскопии комбинационного рассеяния и характеристических потерь энергии электронами на предмет наличия 2H алмаза в углеродных соединениях искусственного или естественного происхождения. Установлено, что гексагональный алмаз в чистом виде еще не был получен, а структура синтезированных соединений близка к структуре политипов с большим периодом решетки или случайной упаковкой слоев.

作者简介

V. Greshnyakov

Email: greshnyakov@csu.ru

参考

  1. H. O. Pierson, Handbook of carbon, graphite, diamond, and fullerenes: Properties, processing, and applications, Noyes, Park Ridge (1993).
  2. J. Vejpravova, Nanomaterials 11, 2469 (2021).
  3. П. Б. Сорокин, Л. А. Чернозатонский, УФН 183, 113 (2013).
  4. S. W. Harun, Handbook of graphene, Technology and innovations, Wiley, Hoboken (2019), v. 8.
  5. E. A. Belenkov and V. A. Greshnyakov, New Carbon Mater. 28, 273 (2013).
  6. X.-Q. Chen, H. Niu, D. Li, and Y. Li, Intermetallics 19, 1275 (2011).
  7. V. Blank, M. Popov, G. Pivovarov, N. Lvova, Gogolinsky, and V. Reshetov, Diam. Relat. Mater. 7, 427 (1998).
  8. A. G. Kvashnin and P. B. Sorokin, J. Phys. Chem. Lett. 5, 541 (2014).
  9. Yu. A. Kvashnina, A. G. Kvashnin, M. Yu. Popov, B. A. Kulnitskiy, I. A. Perezhogin, E. V. Tyukalova, L. A. Chernozatonskii, P. B. Sorokin, and V. D. Blank, J. Phys. Chem. Lett. 6, 2147 (2015).
  10. A. G. Lyapin, Y. Katayama, and V. V. Brazhkin, J. Appl. Phys. 126, 065102 (2019).
  11. Z. Pan, H. Sun, Y. Zhang, and C. Chen, Phys. Rev. Lett. 102, 055503 (2009).
  12. W. Zheng, Qi-J. Liu, Z.-T. Liu, and Z.-Q. Zhang, Materials Science in Semiconductor Processing 146, 106692 (2022).
  13. В. В. Бражкин, УФН 190, 561 (2020).
  14. В. А. Грешняков, Е. А. Беленков, ЖЭТФ 151, 310 (2017).
  15. Е. А. Беленков, В. А. Грешняков, ФТТ 58, 2069 (2016).
  16. A. P. Jones, P. F. McMillan, C. G. Salzmann, M. Alvaro, F. Nestola, M. Prencipe, D. Dobson, R. Hazael, and M. Moore, Lithos 265, 214 (2016).
  17. Y. Yue, Y. Gao, W. Hu et al. (Collaboration), Nature 582, 370 (2020).
  18. F. P. Bundy and J. S. Kasper, J. Chem. Phys. 46, 3437 (1967).
  19. V. A. Greshnyakov, E. A. Belenkov, and M. M. Brzhezinskaya, Phys. Status Solidi B 256, 1800575 (2019).
  20. H. He, T. Sekine, and T. Kobayashi, Appl. Phys. Lett. 81, 610 (2002).
  21. P. Giannozzi, O. Andreussi, T. Brumme et al. (Collaboration), J. Phys.: Condens. Matter 29, 465901 (2017).
  22. J. P. Perdew, K. Burke, and M. Ernzerhof, Phys. Rev. Lett. 77, 3865 (1996).
  23. N. Troullier and J. L. Martins, Phys. Rev. B 43, 1993 (1991).
  24. O. Bunau and M. Calandra, Phys. Rev. B 87, 205105 (2013).
  25. M. Lazzeri and F. Mauri, Phys. Rev. Lett. 90, 036401 (2003).
  26. В. А. Грешняков, Е. А. Беленков, ЖЭТФ 160, 873 (2021).
  27. В. А. Грешняков, Е. А. Беленков, Письма о материалах 11, 479 (2021).
  28. F. Occelli, P. Loubeyre, and R. Letoullec, Nature Materials 2, 151 (2003).
  29. Y. Umeno, Y. Shiihara, and N. Yoshikawa, J. Phys.: Condens. Matter 23, 385401 (2011).
  30. Е. А. Беленков, В. А. Грешняков, ФТТ 59, 1905 (2017).
  31. B. Wen, J. Zhao, M. J. Bucknum, P. Yao, and T. Li, Diam. Relat. Mater. 17, 356 (2008).
  32. С. А. Кукушкин, А. В. Осипов, ФТТ 61, 422 (2019).
  33. F. P. Bundy, W. A. Bassett, M. S. Weathers, R. J. Hemley, H. K. Mao, and A. F. Goncharov, Carbon 34, 141 (1996).
  34. R. H. Baughman, A. Y. Liu, C. Cui, and P. J. Schields, Synth. Met. 86, 2371 (1997).
  35. T. B. Shiell, D. G. McCulloch, J. E. Bradby, J. E. Bradby, B. Haberl, R. Boehler, and D. R. McKenzie, Sci. Rep. 6, 37232 (2016).
  36. M. Nishitani-Gamo, I. Sakaguchi, K. Ping Loh, H. Kanda, and T. Ando, Appl. Phys. Lett. 73, 76537 (1998).
  37. V. N. Khabashesku, Z. Gu, B. Brinson, J. L. Zimmerman, J. L. Margrave, V. A. Davydov, L. S. Kashevarova, and A. V. Rakhmanina, J. Phys. Chem. B 106, 11155 (2002).
  38. A. Misra, P. K. Tyagi, B. S. Yadav, P. Rai, D. S. Misra, V. Pancholi, and I. D. Samajdar, Appl. Phys. Lett. 89, 071911 (2006).
  39. Z. Chen, K. Magniez, M. Duchemin, N. Stanford, A. T. Ambujakshan, A. Taylor, C. S. Wong, Y. Zhao, and X. J. Dai, Plasma Chem. Plasma Process 38, 75 (2018).
  40. Y. Sato, M. Bugnet, M. Terauchi, G. A. Botton, and A. Yoshiasa, Diam. Relat. Mater. 64, 190 (2016).
  41. Y. El Mendili, B. Orberger, D. Chateigner, J.-F. Bardeau, S. Gascoin, and S. Petit, Chem. Phys. 559, 111541 (2022).
  42. V. A. Saleev and A. V. Shipilova, Computer Optics 41, 476 (2017).
  43. С. В. Горяйнов, А. Ю. Лихачева, Н. Н. Овсюк, ЖЭТФ 154, 26 (2018).
  44. V. N. Denisov, B. N. Mavrin, N. R. Serebryanaya, G. A. Dubitsky, V. V. Aksenenkov, A. N. Kirichenko, N. V. Kuzmin, B. A. Kulnitskiy, I. A. Perezhogin, and V. D. Blank, Diam. Relat. Mater. 20, 951 (2011).
  45. M. V. Kondrin, Y. B. Lebed, and V. V. Brazhkin, Diam. Relat. Mater. 110, 108114 (2020).
  46. Q. Li, Y. Ma, A. R. Oganov, H. Wang, H. Wang, Y. Xu, T. Cui, Ho-K. Mao, and G. Zou, Phys. Rev. Lett. 102, 175506 (2009).
  47. Y. Bai, X. Zhao, T. Li, Z. Lv, S. Lv, H. Han, Y. Yin, and H. Wang, Carbon 78, 70 (2014).
  48. В. А. Грешняков, Е. А. Беленков, Неорганические материалы 54, 124 (2018).
  49. Е. М. Байтингер, Е. А. Беленков, М. M. Бржезинская, В. А. Грешняков, ФТТ 54, 1606 (2012).
  50. P. J. Pauzauskie, J. C. Crowhurst, M. A. Worsley, T. A. Laurence, A. L. D. Kilcoyne, Y. Wang, T. M. Willey, K. S. Visbeck, S. C. Fakra, W. J. Evans, J. M. Zaug, and J. H. Satcher, Jr., Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 108, 8550 (2011).
  51. P. Nemeth, L. A. J. Garvie, T. Aoki, N. Dubrovinskaia, L. Dubrovinsky, and P. R. Buseck, Nature Commun. 5, 5447 (2014).

版权所有 © Российская академия наук, 2023

##common.cookie##