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为甚么石墨在高温高压更轻易改变为六方金刚石，而不是热力学上更为安定的立方金刚石？采取高通量的模仿办法，上海大学材料学院谢耀平副研讨员与复旦大学刘智攀讲解，博士生张校捷合营处理了这个搅扰科学家多年的题目。
谢耀平副研讨员
六方金刚石(hexagonaldiamond，HD),又称蓝丝黛尔石(Lonsdaleite)是当然界中深奥的物资。第一次发觉六方金刚石是在美国亚利桑那州的巴林杰陨石坑(BarringerMeterorCrater)中的魔谷陨石(CanyonDiablometeorite)和印度阿萨姆邦的阿帕拉陨石(Goalparameteorite)中。
蓝丝黛尔石（图片来自网络）
六方金刚石在地质研讨中有侧主要的影响。比如，在距今1.3万年的冰川世纪(IceAge)，又称为革新世(Pleistocene),地球上产生洪量的大型动物绝迹。很多学者以为，这与流星撞击地球相关，而今朝科学家们断定是不是有流星撞击事项的主要证明即是在响应的地质层中，是不是能够找到六方金刚石。
比拟于六方金刚石(cubicdiamond，CD)，立方金刚石则屡屡涌如今时时生涯，时时被称为钻石。人类早就领会石墨和钻石是同素异构体，欺诈高温高压固态相变即使能够将石墨改变为金刚石，但是时时须要庞大的压强和尤其高的温度；假使这样，获得的钻石颗粒度也微小。
(a)高通量打算获得的个构造的能量与配位数散布图
（b）5种亚稳的双相异质节，图中虚线为金刚石密排面，即HD(),CD();B2中界面与密排面笔直；橙色记号界面原子。
寻觅石墨合成金刚石的最优合成前提是科学家从前60多年来陆续竭力的研讨方位。早在年，在对石墨慢慢增多压强时发觉，能合成安定存在的金刚石的开始压强壮略为15GPa,开始温度大略℃。但是，过程原子构造解析发觉，在这类前提下合成的金刚石居然不是罕见的立方金刚石，而是与来自世界的六方金刚石有着同样的构造。因而，领会石墨到六方金刚石的反响机理，尤其是从原子条理揭破其机理，不只对合成钻石有着底子性的指示意义，并且对深入认识陨石中钻石的详细起原也有侧主要意义。
更为遍及的是，在高压物理中，在不同的压强中物资将展现成彻底不同样的性质，深入领会石墨到金刚石的相变机理有普适的底子物理意义。即使从前几十年来，人们采取了很多当代试验和理论办法对石墨到金刚石的相变举行了遍及研讨，但是由于难于认识固体相变的原子级别反响门路，关于何故六方金刚石比起立方金刚石加倍轻易在固固相变中被合成的这一关键题目，连续没有谜底。
近来，谢耀平副研讨员等人采取随机势能面行走(SSW)办法，系统研讨了石墨到金刚石的固体相变进程，高通量地寻觅总共或许的异相结中央态，为石墨到金刚石的成核相变门路的研讨翻开了大门。研讨肯定了七种异相结的晶体构造，并发觉石墨到六方金刚石的相变进程中会构成三维共格成核焦点，而到立方金刚石的相变进程中幸免伴有非共格界面的存在，这就致使了石墨到六方金刚石的相改动力学更为轻易。同时，该研讨还指出，相变进程中的应变力巨细对相变势垒起到相当主要的影响。这一研讨处事推断了石墨到金刚石固固相变的成核动力学，为人为合成金刚石供应了新的思绪。
国际顶级期刊JACS网页截图
该研讨处事颁发在国际顶级期刊J.Am.Chem.Soc.，并疾速获得国表里遍及
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