4月24日，Nature（自然）發(fā)表了韓國基礎(chǔ)科學(xué)研究所（INSTITUT EFORBASIC SCIENCE）科研團隊的最新成果，研究人員利用由鎵、鐵、鎳和硅組成的液態(tài)金屬合金，在1個大氣壓和1025℃的條件下培育出鉆石，打破了鉆石只有在高溫高壓下才能形成的規(guī)律。

論文地址：https://www.nature.com/articles/s41586-024-07339-7

在鎵、鐵、鎳和硅的液體中生長出一片鉆石

天然鉆石形成于地幔中，地表以下數(shù)百公里處，壓力和溫度極高。如今最常見的方法是在高達1600℃的溫度下，在近60000倍大氣壓下粉碎碳分子，這需要昂貴的設(shè)備。多年前，基礎(chǔ)科學(xué)研究所(IBS)多維碳材料中心(CMCM)主任Rodney Ruoff開始注意到一些線索，表明極端條件可能并非必不可少。例如，2017年，日本的研究人員報告稱，當他們將液態(tài)鎵暴露在甲烷氣體中時，甲烷中的碳原子會溶解在熔融金屬中，并結(jié)合成固體片狀石墨烯層，這是純碳的另一種形式。“我們認為，如果我們能找到合適的條件，可能會產(chǎn)生鉆石，”Ruoff說，“所以，我說讓我們試一試吧。”

Ruoff領(lǐng)導(dǎo)的研究團隊，包括蔚山國立科學(xué)技術(shù)研究所(UNIST)的研究生，在1個大氣壓和1025℃的條件下，使用由鎵、鐵、鎳和硅組成的液態(tài)金屬合金培育出鉆石，從而打破了現(xiàn)有范式。硅似乎以某種方式幫助碳原子在鉆石的金字塔排列中相互結(jié)合。“如果我們不添加一些硅，我們就得不到鉆石，”Ruoff 說。

目前，Ruoff的團隊已經(jīng)利用該技術(shù)制作了由數(shù)千個緊密堆積的微小晶體組成的金剛石薄膜。Ruoff希望該技術(shù)最終能夠生產(chǎn)出由單層純金剛石組成的薄膜。這種新生長方法的發(fā)現(xiàn)為進一步的基礎(chǔ)科學(xué)研究和以新方式擴大鉆石的生長開辟了許多可能性。

編譯整理 YUXI