超高压高温下石墨向金刚石直接转变的EET理论分析

人工晶体学报, 2013, 42(12): 2509-2514.

超高压高温下石墨向金刚石直接转变的EET理论分析

许斌 ^1, , 吕美哲 ^2, , 田彬 ^3, , 范小红 ^4, , 温振兴 ^5,

1.山东建筑大学材料科学与工程学院,济南250101

2.山东建筑大学材料科学与工程学院,济南250101

3.山东建筑大学材料科学与工程学院,济南250101

4.山东建筑大学材料科学与工程学院,济南250101

5.山东建筑大学材料科学与工程学院,济南250101

基金项目: 国家自然科学基金(50972084) 山东省自然科学基金(ZR2010EM050)

关键词：石墨 , 金刚石 , 超高压高温 , EET理论 , 价电子结构

EET Theory Analysis of Direct Transformation from Graphite to Diamond at Ultra High-pressure and High-temperature

XU Bin ^1, , LV Mei-zhe ^2, , TIAN Bin ^3, , FAN Xiao-hong ^4, , WEN Zhen-xing ^5,

1.山东建筑大学材料科学与工程学院,济南250101

2.山东建筑大学材料科学与工程学院,济南250101

3.山东建筑大学材料科学与工程学院,济南250101

4.山东建筑大学材料科学与工程学院,济南250101

5.山东建筑大学材料科学与工程学院,济南250101

Keywords： graphite , diamond , ultra high-pressure and high-temperature , EET theory , valence electron structure

石墨向金刚石在超高压高温下的转变机理经过了数十年的探讨,至今未形成定论.本文根据固体和分子经验电子理论(EET理论),分别计算了静压超高压高温条件下立方合成立方金刚石过程中石墨和金刚石的价电子结构,获得了石墨和金刚石12组不同组合晶面间的价电子密度.结果表明,在超高压高温下其电子密度差均大于10％,说明石墨/金刚石晶面的价电子结构差异太大,不能诱发石墨向立方金刚石的直接转变.分析认为:超高压高温下,石墨先分解出一亚稳相后再转变成立方金刚石结构.

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