350 руб
Журнал «Нанотехнологии: разработка, применение - XXI век» №1 за 2010 г.
Статья в номере:
ГЦК-углерод - уникальная нанофаза углерода
Ключевые слова: ГЦК-углерод алмаз атомная и электронная структура электронная спектроскопия электронная дифракция
Авторы:
Н.Ф. САВЧЕНКО, М.Б. ГУСЕВА, В.В. ХВОСТОВ, В.Г. БАБАЕВ Физический факультет МГУ им. М.В. Ломоносова E-mail: n.f.savchenko@gmail.com
Аннотация:
Представлены результаты исследований нанофазы углерода с гранецентрированной кубической (ГЦК) решеткой. Комплексные исследования методами ПЭМ, ЭСХА, ОЭС, СХПЭ, ФЭС, ИК Фурье-спектроскопии показали, что эта нанофаза углерода имеет простую ГЦК-решетку с плотностью в два раза меньшей, чем у алмаза. Приведены также результаты расчета электронной структуры, устойчивости решетки и фононного спектра ГЦК-углерода, рассчитанные методом ЛКАО с учетом потенциала атом-атомного отталкивания и кулоновской корреляции (модель Хаббарда), хорошо согласующиеся с экспериментальными данными. Полученные результаты свидетельствуют о том, что ГЦК-углерод - новая аллотропная наноформа, отличная от ранее известных форм углерода своей кристаллической решеткой, электронной структурой, типом гибридизации и электрофизическими свойствами.
Страницы: 69-79
Список источников
  1. Палатник Л.С., Гусева М.Б., Бабаев В.Г., Савченко Н.Ф., Фалько И.И. О γ-углероде // ЖЭТФ. 1984. Т. 87.
    Вып. 3(9). С. 914-917.
  2. Wen B., Zhao J. J. and Li T. J.Synthesis and crystal structure of n-diamond // International Materials Reviews. 2007. V. 52. No. 3. P. 131-151.
  3. Hirai H, Kondo K. Modified phases of diamond formed under shock compression and rapid quenching. - Science. 1991. V. 253. P. 772-774.
  4. Endo S, Idani N, Oshima R, Takano K, Wakatsuki M. X-Ray diffraction and transmission-electron microscopy of natural polycrystalline graphite recovered from high pressure // Phys Rev. 1994. V. B 49. P. 22-27.
  5. Jarkov S, Titarenko Y, Churilov G. Electron microscopy studies of fcc carbon particles // Carbon. 1998. V. 36. P. 595-597.
  6. Frenklach M, Kematick R, Howard W, Spear K. Homogeneous nucleation of diamond powder in the gas phase // J Appl Phys. 1989. V. 66. P. 395-399.
  7. Konyashin I, Zern A, Mayer J, Aldinger F, Babaev V, Khvostov V, Guseva M. A new carbon modification: «n-diamond» or face-centred cubic carbon - // Diamond Relat Mater. 2001. V. 10. P. 99-102.
  8. Wen B, Li T, Dong Ch, Zhang X, Yao Sh. et al. Study of the stability of n-diamond // J Phys: Condens Mater. 2004. V.16. P. 2991-2994.
  9. Hodeau J, Tonnerre J, Bouchet-Fabre B, Regueiro M, Capponi J, Perroux M. High-pressure transformation of C60 to diamond and sp3 phases at room temperature and to sp2 phases at high temperature // Phys Rev. 1994. V. B50.
    P. 10311-10314.
  10. Rossi M, Vitali G, Terranova ML, Sessa V. Experimental evidence of different crystalline forms in chemical vapor deposited diamond films // Appl. Phys. Lett. 1993. V. 63(20). P. 2765-2767.
  11. Pickard CJ, Milman V, Winkler B. Is there theoretical evidence for a metallic carbon polymorph with space group symmetry Fm3m at ambient conditions - // Diamond Relat Mater. 2001. V. 10. P. 2225-2227.

  13. Murrieta G, Tapia A, de Coss R. Structural stability of carbon in the face-centered-cubic (Fm3m) phase // Carbon. 2004. V. 42(4). P. 771-774.
  14. Dadsetani M., Pourghazi A. The theoretical consistency of the experimental EELS of the fcc phase of carbon //
    Diamond and Related Materials. 2006. V.15. P. 1695-1699.
  15. Гусева М.Б., Бабаев В.Г., Коняшин И.Ю., Савченко Н.Ф., Хвостов В.В. и др. Новая фаза углерода с ГЦК-структурой // Поверхность. Рентгеновские, синхротронные и нейтронные исследования. 2004. №3. С. 28-35.
  16. Guseva M.B., Babaev V.G., Bregadze A.Yu., Khvostov V.V., Valioullova Z.Kh., Obraztsov A.N. Deposition of thin highly dispersive diamond films by laser ablation // Diamond and Related Materials. 1994. V.3. P. 328-331.
  17. Mailhiot C, McMahan A.K. Atmospheric-pressure stability of energic phases of carbon // Phys Rev. 1991. V. B 44. P. 11578-11591.
  18. Tapia A., Ganto G., Murietta G., et al. // Pis'ma v ZhETF. 2005. V. 82. P.134.
  19. Изюмов Ю.А. Модель Хаббарда в режиме сильных корреляций // УФН. 1995. Т. 165. №4. С. 403-427.
  20. Харрисон У. Электронная структура и свойства твердых тел. Т. 1. М.: Мир. 1983.
  21. Марадудин А., Моньролл Э., Вейс Дж. Динамическая теория кристаллической решетки в гармоническом приближении. М.: Мир. 1965. 383 с.
  22. Гусева М.Б., Бабаев В.Г., Хвостов В.В., Коняшин И.Ю. и др. CVD-алмаз с электронной проводимостью. Новые данные о ГЦК-углероде. Поверхность. Рентгеновские, синхротронные и нейтронные исследования. 2007. №10. С. 1-9.