二十面体金刚石和其他五重对称金刚石晶体的生长机制

• 作者: 余志明 叶浚 马莉 魏秋平
• 来源期刊: 中国有色金属学报（英文版）
• 关键词: 金刚石 五重对称 二十面体 十二面体 缺陷
• 年，卷（期）: 2015,（5）
• 页码范围: 1587-1598
• 页数: 12页
• 字数: 1128字
• 语种: 英文
• DOI: 10.1016/S1003-6326(15)63762-1

摘要

采用热丝化学气相沉积(HFCVD)方法制备五重对称金刚石晶体(FSDCs).利用扫描电子显微镜(SEM)对其表面形貌和缺陷进行观察.从形核-长大的角度出发,讨论各种五重对称金刚石晶粒的形成机制,并进行计算机模拟.结果表明:正十二面体烷(C20H20)可作为二十面体金刚石晶体(IDC)的晶核,其C—H键垂直于IDC的{111}表面,随着活性H原子和甲基的不断萃取与结合,C20H20中20个C—H键均发展成为与之垂直的20个{111}表面.正二十面体金刚石晶体(IDC)可以看做是由等腰四面体组装而成,其中每个四面体给IDC表面贡献一个{111}晶面,而四面体的其余晶面与其相邻的四面体形成孪晶面.然而,完美二十面体{111}面的二面角与孪晶结构的二面角存在1.44°的差异,该失配导致了IDC的晶格畸变.通过计算模拟讨论晶格失配对IDC长大过程中的能量和稳定性的影响,最终揭示晶格失配所导致的应变如何诱导产生各种缺陷,如顶点处凹五角形腔的形成,以及沿晶粒边缘的凹槽.该计算模型能够较好地解释实验中所观察到的晶体形貌.类似推理可进一步用于解释十五烷(C15H20)作为晶核如何发展成为实验中所观察到的星形和棒形的五重对称结构,以及一些常见缺陷的形成.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	余志明	中南大学材料科学与工程学院	80	689	15.0	21.0
2	魏秋平	中南大学材料科学与工程学院	35	149	7.0	9.0
11	马莉	中南大学粉末研究国家重点实验室	29	165	8.0	12.0
15	叶浚	南洋科技大学材料科学与工程学院	1	3	1.0	1.0