Теперь он сообщает в исследовании, опубликованном в Научных Отчетах, что производственный процесс этих роман, нанокристаллическо-алмазные микронаковальни, оказалось, были «удивительно последовательны» и демонстрируют «высокий уровень воспроизводимости в фальсификации».Эти результаты воодушевляют для длительного исследования, чтобы изучить материалы при чрезвычайных условиях давления и температуры, говорит Вохра, преподаватель и университетский ученый физики в Колледже UAB Искусств и Наук в Университете Алабамы в Бирмингеме.Нанокристаллический алмаз похож на крошечный кусочек материала, выращенного сверху квартиры culet поверхность алмаза драгоценного камня карата одной трети. Чтобы построить кусочек, алмаз драгоценного камня покрыт вольфрамовой тонкой пленкой, у которой есть 15-к кругу на 20 микрометров, запечатленному в центре.
Нанокристаллический алмаз начинает расти как крошечное алмазное зерно в том кругу сверху поверхности алмаза драгоценного камня. Зерно формируется посредством смещения пара из плазмы, сделанной, нагревая метан, водород и газы азота.
Плазма – горячее, ионизировал газообразное вещество, которое является четвертым состоянием вещества после жидкостей, твердых частиц и газов. Зерна нанокристаллического алмаза, как правило, между 5 и 100 миллимикронами в размере.Vohra и коллеги UAB посмотрели на молодую морфологию образования ядра нанокристаллов в один, спустя три и 15 минут после начала синтеза.
Они нашли, что образование ядра нанокристаллических алмазов начинается быстро, и без потребности отбора поверхности перед ростом с крошечными пятнышками алмаза. Напротив, такой отбор требуется для алмазного роста на некоторых других поверхностях.
Только после одной минуты роста изображения электронного микроскопа показали существенные места образования ядра на поверхности одно-кристаллической наковальни алмаза драгоценного камня. В три минуты только небольшие районы поверхности драгоценного камня испытали недостаток в нанокристаллическом алмазном освещении, и на 15 минут, было полное и однородное освещение нанокристаллическим зерном, которое начинает наносить удар вместе по всему региону роста.
Рост, который замедляют между тремя и шестью часами и нанокристаллическим алмазом, имел тенденцию соединяться в полусферическую структуру. Вохра говорит, что эта геометрия последовательно наблюдалась по каждому двухэтапному эксперименту роста, который выполнили исследователи UAB. Кроме того, кажется, есть геометрический предел полным размерам роста.Нанокристаллический кусочек значительно увеличивает давления, достижимые с алмазными микронаковальнями.
Одно-кристаллические алмазы драгоценного камня с culet размером 300 микронов, без нанокристаллического кусочка, могут произвести только 75 gigapascals давления. Когда нанокристаллический алмаз добавлен, микронаковальни могут произвести целых 500 gigapascals давления. Исследователи UAB надеются достигнуть давления 1,000 gigapascals или одного terapascal, давления с их нанокристаллическими алмазными микронаковальнями.
Это – близко к давлению в центре планеты Сатурн.Это огромное давление может потенциально создать пока еще неизвестные новые материалы и также используется, чтобы изучить фазовые переходы и поведение сжатия материалов.
В мире природы такие огромные силы глубокий метрополитен может превратить углерод в алмазы или вулканический пепел в большой список.Команда UAB также исследовала нанокристаллические алмазные микронаковальни, которые показали отделение во время сжатия и декомпрессии в устройстве клетки алмазной наковальни. Используя электронную микроскопию силы, просматривая электронную микроскопию и спектроскопию Рамана, исследователи нашли, что неудача отделения произошла в большой части одно-кристаллической наковальни алмаза драгоценного камня ниже поверхности culet, не в интерфейсе между алмазом драгоценного камня и нанокристаллическим алмазным кусочком.
Это указало, что межфазовая клейкая сила между алмазом драгоценного камня и нанокристаллическим алмазным кусочком, кажется, существенная, и что интерфейс может выжить, ультравысоко стригут усилия.Вохра говорит, что исследователи UAB продолжат исследования, чтобы управлять размером зерна и клейкой силой в интерфейсе, чтобы оптимизировать нанокристаллические алмазные микронаковальни для исследования с высоким давлением.