25 октября 2019 года. г. Москва. Троицк
Необычная сжимаемость наноалмазов 2-5 нм
На основе экспериментальных и теоретических исследований учеными ФГБНУ ТИСНУМ, совместно с коллегами из НИТУ МИСиС, определен модуль объемного сжатия, составляющий 607 ГПа для наноалмаза размером 2-5 нм, который значительно превышает модуль объемного сжатия кристаллов алмаза (443 ГПа) и приближается к значениям, характерным для ультратвердого фуллерита (600-1000 ГПа). Модуль экспериментально измерен методом пьезоспектроскопии с использованием камеры с наковальнями из синтетического алмаза с высоким (~60%) содержанием изотопа 13С. Частота Рамановского рассеяния в такой наковальне составляет 1306 см-1 и не мешает регистрации пика на 1325 см−1 наноалмаза 2-5 нм. Модуль объемного сжатия рассчитан по зависимости смещения двух Рамановских линий 1325 см−1 и 1600 см-1 от давления до 68 ГПа (как показано нами ранее, линия 1600 см-1 не относится к sp2 связям в наноалмазе 2-5 нм).
Моделирование наноалмаза 2-5 нм подтверждает экспериментальные результаты, а также предсказывает рост модуля объемного сжатия с уменьшением размера наноалмаза. Анализ моделируемых структур позволяет предположить возможное объяснение наблюдаемого эффекта за счет увеличения вклада поверхностно сжатых связей при уменьшении размеров наночастиц.
![](img/19_10_25/RRs-P.png)
На рисунке приведены экспериментальные данные зависимости относительного Рамановского сдвига (ω-ω0)/ω0 (относительной частоты) от давления для наночастиц алмаза с ω0=1325 см-1 (помечены треугольниками) и с ω0=1600 см-1 (помечены кружками; как показано нами ранее, не относится к связям sp2). Для сравнения приведена зависимость, соответствующая относительной частотной зависимости от давления для монокристалла алмаза с ω0=1333 см-1.
Источник:
https://ehprg2019.org/components/com_rsform/uploads/5c6abd5b3953a-EHPRG_2019_Popov.pdf