Моделирование способов синтеза алмазоподобных полициклобутановых фаз

Получена: 21 июня 2019; Исправлена: 10 июля 2019; Принята: 18 июля 2019
Эта работа написана на английском языке
Цитирование: В.А. Грешняков, Е.А. Беленков. Моделирование способов синтеза алмазоподобных полициклобутановых фаз. Письма о материалах. 2019. Т.9. №4. С.428-432
BibTex   https://doi.org/10.22226/2410-3535-2019-4-428-432

Аннотация

Алмазоподобные полициклобутановые фазы могут быть сформированы при одноосном сжатии графита.В данной работе методом теории функционала плотности проведено исследование возможных способов получения двух полиморфных разновидностей алмаза – полициклобутановых фаз LA3 и LA5. Расчеты были выполнены в приближении локальной плотности и обобщенном градиентном приближении. Установлено, что структуры полициклобутановых фаз могут быть сформированы на основе следующих слоевых предшественников: гексагонального графена L6 и тетрагонального графена L4-8. Тетрагональная фаза LA3 может быть получена из гексагонального графита L6 с упаковкой AA при давлениях от 59 до 67 ГПа. Другой способ получения этой фазы заключается в сжатии тетрагонального графита L4-8 AB в диапазоне давлений от 50 до 52 ГПа. Ромбическая фаза LA5 может быть получена из ромбического графита L6 AB и гексагонального графита L6 AA в диапазонах давлений от 64 до 71 ГПа и от 59 до 67 ГПа, соответственно. Также фаза LA5 может быть сформирована при сжатии тетрагонального графита L4-8 AB, когда давление достигает 46-50 ГПа. Минимальные значения энергетических барьеров, отделяющих структурные состояния, соответствующие полиморфам алмаза LA3 и LA5, от состояний, соответствующих различным разновидностям графита, находятся в диапазоне от 0.09 до 0.29 эВ/атом и свидетельствуют о стабильности этих фаз при нормальных условиях. Для экспериментальной идентификации полиморфа алмаза LA5, формирующегося в процессе сжатия ромбического графита вдоль кристаллографической оси [001], были рассчитан ряд рентгенограмм углеродного материала, в которой происходит этот фазовый переход.

Ссылки (19)

1. H. O. Pierson. Handbook of carbon, graphite, diamond, and fullerenes: properties, processing and applications. Park Ridge, Noyes (1993) 402 p. Crossref
2. J. C. Sung, J. Lin. Diamond nanotechnology: syntheses and applications. Singapore, Pan Stanford (2010) 252 p.
3. E. A. Belenkov, V. A. Greshnyakov. Phys. Solid State. 59 (10), 1926 (2017). Crossref
4. E. A. Belenkov, V. A. Greshnyakov. J. Mater. Sci. 50 (23), 7627 (2015). Crossref
5. E. A. Belenkov, V. A. Greshnyakov. Phys. Solid State. 58 (10), 2145 (2016). Crossref
6. D. S. Lisovenko, Yu. A. Baimova, L. Kh. Rysaeva, V. A. Gorodtsov, S. V. Dmitriev. Phys. Solid State. 59 (4), 820 (2017). Crossref
7. J. А. Baimova, L. Kh. Rysaeva, A. I. Rudskoy. Diam. Relat. Mater. 81, 154 (2018). Crossref
8. E. A. Belenkov, V. A. Greshnyakov. Phys. Solid State. 57 (1), 205 (2015). Crossref
9. J. A. Baimova, L. Kh. Rysaeva. J. Struct. Chem. 59 (4), 884 (2018). Crossref
10. E. A. Belenkov, V. A. Greshnyakov. Phys. Solid State. 60 (7), 1294 (2018). Crossref
11. R. H. Baughman, A. Y. Liu, C. Cui, P. J. Schields. Synth. Met. 86, 2371 (1997). Crossref
12. R. T. Strong, C. J. Pickard, V. Milman, G. Thimm, B. Winkler. Phys. Rev. B. 70, 045101 (2004). Crossref
13. Q. Zhu, Q. Zeng, A. R. Oganov. Phys. Rev. B. 85, 201407 (R) (2012). Crossref
14. Z.-Z. Li, C.-S. Lian, J. Xu, L.-F. Xu, J.-T. Wang, C. Chen. Phys. Rev. B. 91, 214106 (2015). Crossref
15. P. Giannozzi, S. Baroni, N. Bonini et al. J. Phys.: Condens. Matter. 21 (39), 395502 (2009). Crossref
16. J. P. Perdew, A. Zunger. Phys. Rev. B. 23 (10), 5048 (1981). Crossref
17. J. P. Perdew, K. Burke, M. Ernzerhof. Phys. Rev. Lett. 77 (18), 3865 (1996). Crossref
18. V. A. Greshnyakov, E. A. Belenkov. Letters on Materials. 7 (3), 318 (2017). (in Russian) [В. А. Грешняков, Е. А. Беленков. Письма о материалах. 7 (3), 318 (2017).]. Crossref
19. H.-M. Hutmacher, H.-G. Fritz, H. Musso. Angew. Chem. Intern. Ed. Engl. 14 (3), 180 (1975). Crossref

Другие статьи на эту тему