Nature共格晶界,控制着从石墨到金

从石墨到金刚石的直接转变，一直是具有重大科学和实践意义的长期挑战。先前提出的转变机制，多是基于缺乏原子分辨率的传统实验观察，不能解释转变过程中，石墨-金刚石界面出现的复杂纳米结构。

今日，燕山大学，亚稳材料制备技术与科学国家重点实验室田永君院士YongjunTian，赵智胜ZhishengZhao团队KunLuo，BingLiu，WentaoHu，XiaoDong等，在Nature上发文，报道了使用高角度环形暗场扫描透射电子显微镜，在从静态压缩中恢复的部分转化石墨样品中，由四个基本结构基元组成的石墨-金刚石共格晶界的鉴定。这些实验观察，提供了对石墨到金刚石转化的可能途径的深入理解。理论计算证实，与先前提出的其他途径相比，通过这些共格晶界的转化，在能量上是有利。石墨到金刚石的转变，是由纳米级相干晶界的形成（金刚石成核）控制的，在静态压缩下，其晶界演进以消耗剩余的石墨（金刚石生长）。这些研究结果，也为其他碳材料和氮化硼，在不同合成条件下的转化机制提供了新线索。Coherentinterfacesgoverndirecttransformationfromgraphitetodiamond.共格晶界控制着从石墨到金刚石的直接转变。

图1：高温高压下highpressure,hightemperature，HPHT，石墨XRD图谱和相演化图。

图2：从15GPa和°C恢复的样品微观结构。

图3：石墨和金刚石之间的共格界面结构。

图4：通过梯度界面的中间晶体（假设），从石墨到金刚石的能垒和转变过程。

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