在常压下制造钻石

科技

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鑽石是一种高压高温(HPHT)方法生产的，但这种方法在尺寸和成分上存在局限性。然而，韩国基础科学研究所的一支由罗德·鲁夫博士领导的团队最近成功地使用低压、低温条件下的液态金属合金(Ga-Fe-Ni-Si)生长了钻石，并打破了这一现有范式。

他们发现，钻石可以在1大气压和约1025摄氏度的条件下，在含有镓、铁、镍和硅的液态金属合金中生长。这一突破为进一步的基础科学研究和新型钻石生长工艺提供了许多可能性。

研究人员发现，钻石不需要传统HPHT和化学气相沉积合成方法中常用的种子颗粒就能形成。一旦形成，这些钻石颗粒会融合形成薄膜，可以轻松地从基底上剥离并转移到其他基底上进行进一步研究和潜在应用。

此外，他们还发现，硅在这种新型钻石生长过程中起着关键作用。通过理论计算，研究人员发现硅促进了特定碳团簇的形成和稳定，这些碳团簇主要通过与碳形成sp3键来结合。他们认为，含有硅原子的小碳团簇可能起到“前核”作用，可以进一步生长成为钻石的晶核。预计初始晶核的大小范围大约在20到50个碳原子之间。

这一发现对于进一步的基础科学研究提供了许多引人入胜的机会。他们目前正在探索晶核的形成时间以及随后的快速生长阶段。他们还计划进行“温度降低”实验，首先达到碳和其他必需元素的超饱和度，然后迅速降低温度以触发晶核形成，这些研究似乎对他们来说是有希望的。

这项研究得到了基础科学研究所的支持，并已发表在《自然》杂志上。

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