加热石墨后相合成六方金刚石：解锁高压下碳材料转变新路径

天然及合成金刚石多为立方晶格，六方金刚石（HD）因样品纯度低、尺寸小未被深入研究，其合成颇具挑战且存争议。研究人员通过加热高度压缩石墨，合成出结晶良好、近乎纯净的 HD。该成果有助于理解石墨 - 金刚石转变，为这种独特材料的制备和应用提供契机。

　　摘要：天然和合成的金刚石大多具有立方晶格，而一种罕见的六方结构 —— 被称为六方金刚石（HD），由于大多数获得的样品纯度低且尺寸极小，在很大程度上尚未被深入探索。HD 的合成仍然是一个挑战，甚至其存在也存在争议。在这里，研究人员报道了通过加热高度压缩的石墨来合成结晶良好、近乎纯净的 HD，这种方法适用于块状和纳米尺寸的石墨前驱体。实验和理论分析表明，压缩石墨中石墨后相的形成以及温度梯度促进了 HD 的生长。利用这种方法，获得了一个毫米级、高度取向的 HD 块体，它由堆叠的类似单晶的 HD 纳米层组成。这种 HD 在高达 1100^°C 的温度下表现出高的热稳定性，并且具有 155 GPa 的极高硬度。研究人员的发现为高压和高温下石墨向金刚石的转变提供了有价值的见解，为这种独特材料的制造和应用提供了机会。