正二十面体金刚石的形成及其计算机模拟
高中化学 晶体结构与三维化学竞赛解析
晶体结构与三维化学新规定的化学竞赛初赛要求：晶体结构。
晶胞。
原子坐标。
晶胞中原子数或分子数的计算及与化学式的关系。
分子晶体、原子晶体、离子晶体和金属晶体。
配位数。
晶体的堆积与填隙模型。
常见的晶体结构类型,如NaCl、CsCl、闪锌矿（ZnS）、萤石（CaF2）、金刚石、石墨、硒、冰、干冰、尿素、金红石、钙钛矿、钾、镁、铜等。
要求初赛学生对晶体的三维空间结构有较为清晰的认识,能根据数学知识及有关化学理论解决晶体中有关问题。
需要说明的是在高考新考纲中规定：对原子、分子、化学键等微观结构有一定的三维想像能力。
三维化学已成为竞赛和高考的热点内容。
正八面体与正方体顾名思义,正八面体应该有八个完全相同的面,如右图所示,每个面都是正三角形；另外正八面体有六个顶点,十二条棱。
如果与正方体作一对比,它们都有十二条棱,正方体有六个面（正八面体六个顶点）、八个顶点（正八面体八个面）,与正八面体的面数和顶点数正好相反,。
我们连接正方体六个面的面心可形成正八面体。
我们也可以将空间直角坐标系xyz轴上与原点等距的六个点连起来也构成正八面体）。
例1．（2005全国初赛）下图是化学家合成的能实现热电效应的一种晶体的晶胞模型。
图中的大原子是稀土原子,如镧；小原子是周期系第五主族元素,如锑；中等大小的原子是周期系VIII 族元素,如铁。
按如上结构图写出这种热电晶体的化学式。
给出计算过程。
提示：晶胞的6个面的原子数相同。
设晶体中锑的氧化态为－1,镧的氧化态为+3,问：铁的平均氧化态多大？解析：晶胞里有2个La原子（处于晶胞的顶角和体心）；有8个Fe原子（处于锑形成的八面体的中心）；锑八面体是共顶角相连的,平均每个八面体有6/2＝3个锑原子,晶胞中共有8个八面体,8x3=24个锑原子；即：La2Fe8Sb24。
答案：化学式LaFe4Sb12 铁的氧化态9/4 = 2.25例2．(2004年全国初赛)最近发现,只含镁、镍和碳三种元素的晶体竟然也具有超导性。
230种晶体学空间群的记号及常见矿石的名称、分子式与所属晶系
(Nameofregularpolyhedron)
正四面体(Regulartetrahedron)
正六面体(Regularhexahedron)
正八面体(Regularoctahedron)
正十二面体
(Regulardodecahedron)
正二十面体
(Regularicosahedron)
11.3662a2
外接球体积V外接球
1.2410a3
2.7205a3
1.4809a3
11.7496a3
3.6033a3
中心原子半径r
0.0443a
0.3660a
0.2071a
0.9103a
0.45105a
配位原子半径R
0.5a
0.5a
0.5a
0.5a
0.5a
r/R
0.0886
0.7320
0.4142
立方
钡钠长石
BaNaAl4Si4O16
正交
氟镁石
MgF2
四方
重晶石
BaSO4
正交
方镁石
MgO
立方
金绿宝石
BeAl2O4
正交
水镁石
Mg(OH)2
六方
铍石
BeO
六方
泻盐矿
MgSO4·7H2O
正交
铋华
α-Bi2O3
单斜
无水钠镁矾
MgSO4·3Na2SO4
单斜
辉铋矿
Bi2S3
正交
斜顽火石
MgSiO3
单斜
碲铋矿
4
P4
P41
P42
P43
I4
I41
P
I
计算机图形学上机指导——金刚石图案算法实现说明（MFC）
金刚石图案算法实现说明1、设计要求：总体需求：将半径为r的圆周n等分，用直线将各等分点作隔点相连，形成的图案称为“金刚石”图案。
具体要求：1、在MFC环境中建立一个由“文件”、“绘图”和“帮助”这3个菜单项组成的菜单。
“文件”的子菜单为“退出”；“绘图”的子菜单为“Diamond”;“帮组”的子菜单为“关于”。
2、定义一个输入对话框类，提供两个参数的输入界面。
3、在客户区显示金刚石图案。
实现效果图如图1-1所示：图1-1 输入对话框及效果图2、具体步骤：1、点的设计1）类视图“ClassV iew”里选中TestClasses后右击，选择“New Class”，打开“New Class”对话框。
2）在“Class type”中选择“Generic Class”，并在“Name”中输入类名“P2D”，然后单击“Ok”。
（到此，在文件视图的“source file”下VC向导自动添加了“P2D.h”和“P2D.cpp”）3）打开“P2D.h”，作类的初始化定义：添加两个公有数据成员x,y,数据类型均为doulbe。
（思考：为什么要设为公有数据成员？）4）完成P2D类的定义。
2、对话框的设计1）在资源视图“Resource View”中选择“Dialog”，并右击，选择“Insert Dialog”。
2）在新建对话框内添加静态文本（static text）和编辑框（Edit Box）控件。
3）属性打开（Alt+Enter）。
Edit1控件的ID为IDC_EDIT1，并设置取值范围：5~50；Edit1控件的ID为IDC_EDIT2，并设置取值范围：200~500；4）双击对话框弹出“Adding a Class”对话框，保持默认值，添加一个新类“Create a new class”，单击“Ok”。
5）在弹出的“New class”对话框中填写对话框类名“InputDlg”，单击“Ok”。
（基类是MFC中的CDialog）6）对话框的设计。
金刚石人工合成
一、碳碳共价键网络赋予金刚石优异的性能
• 金刚石晶体的电子亲和势小，是理想的场发射阴 极材料； • 金刚石又是一种宽带隙半导体（Eg=5.5eV）,击 穿电压(107V）和饱和电流(2.7x107cm s-1)都远远 高于Si, GaAs, InP等常用的半导体材料,结合其优 异的高温性能，在微电子领域，基于金刚石的集 成电路是现有硅基集成电路强有力的竞争者； • 从深紫外到远红外全透明，可应用于巡航导弹红 外探测器的窗口; • 耐磨性能好,可用于太空梭中的铰链、轴承等活动 连接部位。
三、金刚石人工合成
然而，HFCVD 也存在一定的缺点，如热丝容易被氧 化并被腐蚀性气体所腐蚀，这就决定了参与反应的原 料气体的种类；又因为热丝是金属材料，造成金刚石 膜的污染也必不可少。如果制备的金刚石薄膜是用于 机械加工行业，一些金属掺入的污染并不是致命的问 题，但若是应用于微电子或光学窗口领域，这种问题 将是不可以被接受的。如果要提高金刚石薄膜的生长 速率并实现一定取向的生长，热激发所产生的密度不 高的等离子体是不够的，还要通过施加偏压来改善。
三、金刚石人工合成
MPCVD法制备金刚石膜具有许多优点，如反应过程中无电极 ，就不会发生HFCVD 法中因金属丝蒸发、游离到沉积的金刚石 表面，而产生污染问题；直流等离子喷射CVD法中，在电弧的 产生过程中，点火和熄灭所引起的热冲击非常容易造成金刚石 从基片表面脱落；微波激发的等离子体，其电离密度较高等， 因此MPCVD法是众多CVD 法制备金刚石膜中研究者们的首选 。 MPCVD方法制备的金刚石在成核、结晶及生长特性方面与传 统的热丝化学气相沉积（HFCVD）方法有着基本类似的规律。 但对其生长速率而言，比HFCVD法要慢，一般只有0.5～1.0 μm/h。但是，由于MPCVD 方法所制备的金刚石膜有着以上叙 述的优点， 所以一度成为研究学者们制备高品质金刚石薄膜的 主要方法。由此装臵可以制备出面积较大、晶体良好、杂质少 、比较纯净的高质量金刚石薄膜。
2020年暑假高三化学一轮大题练习晶体结构与性质测试含答案及详细解析
绝密★启用前2020年暑假高三化学一轮大题练习晶体结构与性质测试1.(1)①KIO3晶体是一种性能良好的非线性光学材料，具有钙钛矿型的立体结构，边长为a＝0.446 nm，晶胞中K、I、O分别处于顶角、体心、面心位置，如图所示。
K与O间的最短距离为________ nm，与K紧邻的O个数为________。
②在KIO3晶胞结构的另一种表示中，I处于各顶角位置，则K处于________位置，O处于________位置。
(2)MgO具有NaCl型结构(如图)，其中阴离子采用面心立方最密堆积方式，X射线衍射实验测得MgO的晶胞参数为a＝0.420 nm，则r(O2－)为________nm。
MnO也属于NaCl型结构，晶胞参数为a′＝0.448 nm，则r(Mn2＋)为________nm。
2.(1)在下列物质中，________________(填序号，下同)是晶体，______________是非晶体。
①塑料②明矾③松香④玻璃⑤CuSO4·5H2O⑥冰糖⑦石蜡⑧单晶硅⑨铝块⑩橡胶(2)晶体和非晶体在外形上有差别，晶体一般都具有_______________，而非晶体___________；另外非晶体具有物理性质______________的特点，而晶体具有物理性质__________________的特点。
(3)判断物质是晶体还是非晶体，比较正确的方法是____________________(填序号)。
①从外形上来判断②从各向异性或各向同性上来判断③从导电性能来判断④从有无固定熔点来判断3.（1）氯化铝常温下为固体，熔点190℃（253kPa），易升华．实验室氯化铝蒸气的密度为11.92g•L﹣1（已折算成标准状况），据此判断氯化铝晶体为_____________晶体，其分子式为_____________．（2）氧化镁晶体的晶胞结构与NaCl晶体的晶胞结构相同．则氧化镁晶体中阴离子的配位数为_____________个；氧化镁晶体的熔点比NaCl高的原因是_____________．（3）金属铁的晶体在不同温度下有如图的两种堆积方式，面心立方晶胞和体心立方晶胞中的Fe原子的配位数之比为_____________；两种堆积方式中密度较大的是_____________立方堆积．4.有E、Q、T、X、Z五种前四周期元素，原子序数：E＜Q＜T＜X＜Z。
合成金刚石的主要机理
图.13 CVD中反应气体激发示意图
图.14 CVD金刚石沉积过程示意图
图.15核的形成与物理过程
4.1两种形成金刚石薄膜的可能热力学模型
图.16
微波等离子体甲基结合金刚石平面示意图
图.17
4.2非平衡定态相图
图.18
4.3 激活低压CVD法反应势垒
引入超平衡氢原子后，在相当 于激活温度下的平衡浓度对衬底 而言，大大超过了平衡浓度，只 要超平衡H的浓度足够大，耦合 反应的自由能小于零，亦即使石 墨与金刚石的相对能级发生变化 ，引起能级差，
高温高压下的反应势垒示意图.11
图.11
目前使用ＨＴＨＰ生长技术,一般只能合成小颗粒的金刚石;在 合成大颗粒金刚石单晶方面,主要使用晶种法,在较高压力和较高温 度下(6000ＭＰａ,1800Ｋ),几天时间内使晶种长成粒度为几个毫米, 重达几个克拉的宝石级人造金刚石。
缺点：
较长时间的高温高压使得生产成本昂贵,设备要求苛刻, 而且ＨＴＨＰ金刚石由于使用了金属催化剂,使得金刚石中残留有 微量的金属粒子,因此要想完全代替天然金刚石还有相当的距离； 而且用目前的技术生产的ＨＴＨＰ金刚石的尺寸只能从数微米到 几个毫米,这也限制了ＨＴＨＰ金刚石的大规模应用。
图.6
图.7
图.8
图.9
稀释气体的氢原子对CVD金刚石多晶膜的生长起重要 作用 ： a〉氢原子与碳形成的甲烷中，使得碳原子在金刚石 亚稳区保持sp3型杂化状态，其驰豫时间足够达到固相 基片表面。 b〉氢原子同甲烷可以形成多种中间态的气相分子和 集团，促使碳－氢键松动，又使碳原子处于或趋于sp3 型及其过渡型的杂化状态，其驰豫时间足够达到固相 基片表面。
②反应气体的裂化
要得到合适的生长速度，必要要使反应气体 裂化，目前已经有很多技术使气体裂化，有 加热方式(如热丝)、电子放电(如直流、射频 或微波)、或燃烧火焰(如氧乙炔炬)。裂化方 式对金刚石的生长有影响。
浅谈正二十面体的衍变
浅谈正二十面体的衍变作者：***来源：《化学教学》2019年第11期摘要：正二十面体及其衍生物是中学化学竞赛的热点，甚至在高考试题中也常出现。
介绍了正二十面体的衍变过程，对硼二十面体B12、足球烯C60、复杂阴离子[CB11H6Cl6]-等的结构进行了探讨，并提出了一些教学建议。
关键词：化学竞赛; 发散思维; 正二十面体文章编号： 1005-6629（2019）11-0093-04; ; ; ; ; ; 中图分类号： G633.8; ; ; ; ; ; 文献标识码： B引言“证据推理与模型认识”是化学学科核心素养[1]五个方面之一，它反映的是化学学科思维方法。
在教学中，如果引入一些模型，往往可以使问题的处理大为简化，从而便于我们去认识、掌握并应用它们。
在化学教学中，模型的建立，具有十分重要的意义。
本文从正二十面体出发，对硼二十面体B12、足球烯C60、复杂阴离子[CB11H6Cl6]-等的结构进行探讨，以期拓展教学思路，提高教学效率。
1; 初步认识正二十面体正二十面体是由20个全等的等边三角形所围成的凸正多面体，共有20个面，12个顶点（5个正三角面围出一个正五重顶），30条棱，6条C5旋转轴（通过每一对相对着的五重顶有一个五重旋转对称轴），如图1和表1所示。
图1; 正二十面体示意图为便于理解和记忆，从C5（A-A′）方向看，我们把正二十面体看作是“雨伞A-BCDEF”（记作：“雨伞A”;其中A看作是“伞顶”;B、 C、 D、 E、 F看作是“伞扣”;△ABC、△ACD、△ADE、△AEF和△AFB看作是“伞面”;正五边形BCDEF看作是“伞边”;A-A′看作是“伞柄”;其余依此类推）和“雨伞A′-B′C′D′E′F′”交错“相扣”，中间夹着“平台BCDEF-B′C′D′E′F′”（正五边形BCDEF看作是该平台的“上底面”;正五边形B′C′D′E′F′看作是该平台的“下底面”;2个正五边形的每一条边都可以看作是等邊三角形的底边，该平台的侧面共由10个等边三角形构成）。
(完整版)常见晶胞模型
氯化钠晶体（1）NaCl晶胞中每个Na+等距离且最近的Cl-（即Na+配位数）为6个NaCl晶胞中每个Cl-等距离且最近的Na+（即Cl-配位数）为6个（2）一个晶胞内由均摊法计算出一个晶胞内占有的Na+4_个；占有的Cl-4个。
（3）在该晶体中每个Na+周围与之最接近且距离相等的Na+共有12个；与每个Na+等距离且最近的Cl-所围成的空间几何构型为正八面体CsCl晶体（注意：右侧小立方体为CsCl晶胞；左侧为8个晶胞）（1）CsCl晶胞中每个Cs+等距离且最近的Cl-（即Cs+配位数）为8个CsCl晶胞中每个Cl-等距离且最近的Cs+（即Cl-配位数）为8个，这几个Cs+在空间构成的几何构型为正方体。
（2）在每个Cs+周围与它最近的且距离相等的Cs+有6个这几个Cs+在空间构成的几何构型为正八面体。
（3）一个晶胞内由均摊法计算出一个晶胞内占有的Cs+ 1个；占有的Cl- 1个。
CaF2晶体（1））Ca2+立方最密堆积，F-填充在全部四面体空隙中。
（2）CaF2晶胞中每个Ca2+等距离且最近的F-（即Ca2+配位数）为8个CaF2晶胞中每个F-等距离且最近的Ca2+（即F-配位数）为4个（3）一个晶胞内由均摊法计算出一个晶胞内占有的Ca2+4个；占有的F-8个。
ZnS晶体：（1）1个ZnS晶胞中，有4个S2－，有4个Zn2＋。
（2）Zn2＋的配位数为4个，S2－的配位数为 4个。
Si O金刚石 金刚石晶胞 金刚石晶胞分位置注释（1）金刚石晶体a 、每个金刚石晶胞中含有8个碳原子，最小的碳环为6元环，并且不在同一平面（实际为椅 式结构），碳原子为sp 3杂化，每个C 以共价键跟相邻的_4_个C 结合，形成正四面体。
键角109°28’b 、每个碳原子被12个六元环共用，每个共价键被6个六元环共用c 、12g 金刚石中有2mol 共价键，碳原子与共价键之比为 1:2 （2）Si 晶体由于Si 与碳同主族，晶体Si 的结构同金刚石的结构。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
第 2期
余志明 等 : 正二十面体金刚石的形成及其计算机模拟
·103·
图 1 超高真空热丝化学沉积系统 ( a)设备实物照片 ( b)设备总体结构示意图 Fig. 1 H FCVD system ( a) p hoto of the H FCVD reactor and ( b) the schem atic of the system
近年来 ,正二十面体结构的金刚石晶粒 ( ID C ) 不断被报道 [ 13219 ] 。有研究者认为 , 正二十面体晶粒 是由孪晶所 致 , 故 也 称 为 多 重 孪 晶 (M TP ) 粒 子 。 ID C 成核机理和生长过程仍然处在研究和发展中 , 对于正二十面体晶体的结构 、点阵畸变 、点阵缺陷 、 表面重构与表面弛豫等均有待于作进一步研究 。
表 1 金刚石薄膜的沉积参数 Tab le 1 The p aram e te rs of d iam ond th in film dep os ition
Techno logy F ilam en t tem p erature t / ℃
Sp acing betw een sam p le& filam ent d /mm
中图分类号 : O 613. 71; TQ 163
文献标识码 : A
1 前言2 实验来自自然界中 ,正四面体 、正八面体和立方体形状的 晶体屡见不鲜 ,而五重对称的正二十面体晶体外形 则很少发现 。但在人工晶体中 , 一些最密立方堆积 结构的金属和化合物中则经常观察到正二十面体结 构 。 [ 1212 ]
通过观察 ID C 晶体表面形貌 、分析 ID C 晶体学 特征 ,推测出 ID C 的每个表面为金刚石 { 111}面 , 其 五重旋转对称由正十二面体晶核引入 , ID C 的 20个 表面为金刚石 { 111 }面沿正十二面体晶核的 20 个 顶点生长而成 。使用 M a te ria l S tud io M ode ling中的
摘 要 : 采用热丝化学气相沉积 (H FCVD )法 ,以甲烷和氢气为反应气体 ,在 YG13 (W C 213% C o)硬质合金基体上
制备了金刚石膜 。膜中存在大量五重对称结构的正二十面体金刚石晶粒 ( ID C ) 。当尺寸较小时晶粒为较完整的
正二十面体形状 ,尺寸达微米级后晶粒为带有“沟槽 ”或“凹坑 ”的变种正二十面体形状 。研究了 ID C 的形成机制 ,
3 实验结果
沉积金刚石样品的 XRD 衍射结果如图 2所示 , 在 2θ= 43. 8o 、75. 3o 、91. 5o 和 119. 5o 处出现衍射 峰 ,符合四面体立方堆积 ( te trahed ra l cub ic p ack ing, TC P) 结构金刚石的衍射规律 。S EM 观察发现当甲 烷 /氢气 体 积 比 为 3% ～ 3. 3% , 总 气 体 流 量 为 20mL /m in～25mL /m in, 沉积压强为 3 kPa, 基体温
正十二面体烷的合成方法及结构特点 : 20个碳原子
位于正十二面体的顶点 , 30条 C —C 键围成 12个正
五边形 ,每个碳原子除与相邻的三个 C 原子键合形
成三根 C —C 键外 ,还有一根键与氢结合形成 C —H
键 ,如图 5 所示 。 Eng le r[ 25 ] 和 A llinge r[ 26 ] 等人分别
图 1是实验所用设备 :超高真空热丝化学气相 沉积 (H FCVD )系统 。沉积室由不锈钢腔体构成 ,配 备涡轮分子泵组 ,极限真空度可达 10 - 6 Pa。其中包 括真空系统及真空监测控制系统 、气体流量控制系 统 、气体取样分析系统 、混气室 、反应室 、混合气体裂 解热丝及其电源系统 、基体控温监测设备 、偏压系统 等 。反应气体的流量由质量流量计进行控制 , 反应 室压强由 CM LA 2 21S08型薄膜电容式真空计监测 控制 ,灯丝温度用光学高温计测定 , 基体温度由 K 型热电偶监控 。反应气体为纯度均为 5m o l /L 的 H2 和 CH4 ,基体 YG13 (W C 2C o13% ) 硬质合金作为基 体 , H FCVD 金刚石沉积工艺参数见表 1。样品采用 Dm ax22500VB X 射线衍射仪 ( XRD ) 进行分析测试 λ ( Cu2Kα = 0. 154 nm ) 和 S irion200 场发射扫描电镜 ( FES EM )进行形貌观察 。
围成的正八面体 [ 21 ] 。不难证明 , 正十二面体时的比
表面积比正八面体少约 10% 。从热力学观点看 , 当
金刚石 晶 体 呈 正 二 十 面 体 形 状 且 每 个 表 面 均 为
{ 111}时 ,可以最大限度地满足晶体生长的 G ibbs条
件
,
即满足
Σγ l
A
l
= m in.
(式中 γl为表面自由能 , A l
为该表面的面积 ) 。这表明晶体存在长大为正二十
面体的内在趋势 。只要存在适当的晶核和生长动力
学条件 ,金刚石晶体就会长大成为正二十面体形状 。
这里面临的首要问题是 :形成 ID C 的晶核是什
么? Paque tte等 [ 22224 ]从上世纪 70 年代以来对这种
空间高度对称的分子进行了大量研究 , 详细报道了
并进行了计算机模拟 。结果表明 : 对于四面体立方结构来说 , ID C 的 { 111}孪晶面与正常 { 111}孪晶面相比存在
2. 87o的差异 ,孪晶面两侧原子几何位置失配 ,使其成为畸变孪晶面 ,这种畸变孪晶面导致 ID C 晶粒存在“凹坑 ”和
“沟槽 ”; ID C 的晶核是正十二面体烷 ( C20 H20 ) 。 关键词 : 化学气相沉积 ; 金刚石 ; 正二十面体晶粒 ; 十二面体烷 ; 计算机模拟
0. 154 nm , C —C —C 键角 (图 5 中的 < 角 )为 108o 。
通过计算可知 , C20 H20中 H —C —C 键角 (图 5 中的
φ角 )为
110.
91o , 两相邻的
C
—H
键的夹角
S ubstrate tem p eratu re t / ℃ CH4 /H2 ( vo lum e pe rcent) To ta l gas flow qv /mL ·m in - 1
G as p ressu re p / Pa R eaction tim e t /m in
Param eter 2 300 ±100
本文在实验观察的基础上 , 根据五种柏拉图体 中正十二面体与正二十面体二者之间的几何套构关 系 ,从热力学和晶体学角度对 ID C 晶体生长进行合 理推论 ,得到 ID C 的晶核为正十二面体烷 (D odeca2 hed rane, C20 H20 )的推测 。最终 , 通过对称性操作和 原子势场几何优化对 ID C 的形成进行了计算机模 拟 ,证明了形成 ID C 的晶核为 C20 H20 , 研究并讨论 了 ID C 多种形态变种的原因 。
4 讨论
理论研究结果表明 , TC P 金刚石晶体的 { 111 } 面的表面自由能最小 , 晶体的平衡形状 (同样体积 下总表面自由能最低的晶体形状 )为 8个 { 111}面
·104·
新 型 炭 材 料
第 24卷
图 3 金刚石薄膜的场发射 SEM 照片 Fig. 3 SEM im ages of the d iam ond film s
图 4 不同沉积时间的 ID C 的场发射 SEM 照片 ( a) 30m in,完整的 ID C 颗粒 ( b) ～ ( c) 90m in, 带有“沟槽 ”和“凹坑 ”的 ID C 颗粒 Fig. 4 SEM im ages of deposited diam ond film s under different reaction tim e ( a) 30m in, p erfect ID C ( b) 90m in, ID C w ith d im p les o r g rooves
图 2 金刚石样品的 XRD 分析 F ig. 2 XRD pattern of the d iam ond film s
当沉积时间为 30m in时 , 单个晶粒呈现出较为 完整的二十面体结构 , 尺寸约为 200 nm (见图 4a) ; 沉积时间为 90m in时 ,尺寸较大的 ID C 颗粒并不是 与图 7a一样的完整正二十面体结构 ,而是带有缺陷 的变种正二十面体结构 。晶粒在每个五重对称中心 处存在一个“凹坑 ”或正二十面体的每条棱处存在 一条“沟槽 ”(见图 4b、c ) 。该现象与 M an i等 的 [ 20 ] 报道结果完全一致 。
收稿日期 : 2008205210; 修回日期 : 2008212230 基金项目 :粉末冶金国家重点实验室开放基金 ( 2008112048) ; 湖南省研究生创新基金 ( 1343274236000005) ; 中南大学优秀博士论文扶持基金
( 2008yb015) ; 中南大学贵重仪器开放共享基金 ( ZKJ2008001) . 通讯作者 :魏秋平 , Tel: + 86273128830335, E2m ail: qpw eicsu@ gm ail. com 作者简介 :余志明 ( 1956 - ) , 男 ,湖南桃源人 , 瑞典皇家工学院博士 , 教授 ,博士生导师 ,主要从事化学气相沉积金刚石膜的研究.
第
24卷 第 2期 2009年 6月
文章编号 : 100728827 ( 2009) 0220102207
新 型 炭 材 料 N EW CA RBON M A TER IAL S
V o l. 24 N o. 2 J un. 2009
正二十面体金刚石的形成及其计算机模拟
余志明 1, 2 , 魏秋平 1 , 叶 浚 1 , A. F lod rstr m3