Российские материаловеды выяснили, почему при сжатии графита первым возникает лонсдейлит, а не обычный алмаз с кубической решеткой. Исследование провели специалисты «Сколтеха» и НИТУ МИСИС. Понимание этого механизма поможет точнее управлять синтезом сверхтвердых материалов, пишет ТАСС.
Лонсдейлит открыли в середине прошлого века. Это альтернативная форма алмаза с шестиугольной кристаллической решеткой. Теоретически на его образование нужно больше энергии, но на практике при сжатии графита он появляется первым.
Ученые просчитали зарождение алмазов при давлении от 177 до 218 тысяч атмосфер с помощью системы машинного обучения, работающей на квантово-механическом уровне. Алгоритмы позволили отследить поведение около 700 тысяч атомов и впервые учесть деформации графита вокруг растущего «зародыша».
Расчеты показали, что эти деформации по-разному влияют на рост «зародышей» алмазов. Энергетический барьер для лонсдейлита оказался примерно вдвое ниже, а критическое число атомов в два-три раза меньше. Поэтому на начальной стадии природе выгоднее создать «зародыш» лонсдейлита. По мере роста кристалла влияние деформаций ослабевает, и шестиугольные алмазы спонтанно превращаются в обычные при достижении определенных размеров.
Источник: www.ferra.ru