Гексагональный алмаз: теоретическое исследование способов получения и экспериментальной идентификации

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

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.

Об авторах

В. А. Грешняков

Челябинский государственный университет

Автор, ответственный за переписку.
Email: greshnyakov@csu.ru
454001, Россия, Челябинск

Список литературы

  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).

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

© Российская академия наук, 2023

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».