吉林大学科研团队发现合成“超级钻石”新途径

从吉林大学获悉，该校刘冰冰教授、姚明光教授团队联合中山大学朱升财教授，发现高温高压下石墨经由后石墨相形成六方金刚石的全新路径，并首次合成出高质量、近纯的六方金刚石块体材料，发现其具有高出立方金刚石的极高硬度和良好的热稳定性。相关研究成果发表在国际学术期刊《自然·材料》。

钻石，即金刚石，有着“工业牙齿”的赞誉。早在1967年，美国科学家在陨石坑中发现了一种珍稀的“超级钻石”，因其具有六方晶体结构、共生于陨石之中且更为坚硬而备受关注。半个世纪以来，人工合成纯相六方金刚石却是长期未能攻破的科学难题。

研究人员设计了高温高压实验，利用激光加温金刚石对顶砧技术，原位研究了石墨在50GPa超高压高温下的结构变化规律，发现石墨在高压力区间会形成“后石墨相”高压结构，再通过局部加热成功获得六方金刚石。

研究团队发现，六方金刚石具有出色的物理性质，硬度超过天然金刚石的40%，真空环境下其热稳定性可以达到1100℃，优于纳米金刚石的900℃。团队进一步结合大尺度分子动力学理论模拟，揭示石墨层堆叠构型对形成六方金刚石结构的关键作用，证实了石墨经由后石墨相形成六方金刚石的全新路径。