Гексагональный алмаз: теоретическое исследование способов получения и экспериментальной идентификации
В. А. Грешняков
Челябинский государственный университет, 454001 Челябинск, Россия
Abstract
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.