تولید الماس در دمای اتاق

محققان دانشگاه ایالتی کارولینای شمالی توانسته‌اند فاز جدیدی از کربن جامد را شناسایی کنند که از الماس سخت‌تر بوده و می‌تواند برای ساخت سازه‌های مرتبط با الماس در دمای اتاق مورد استفاده قرار بگیرد.

گرافیت یکی از فازهای جامد کربن بوده و الماس فاز دیگر آن است. محققان اکنون فاز سومی از کربن جامد را ایجاد کرده‌اند که البته آن را در جهان طبیعی تنها می‌توان در هسته برخی سیارات یافت.

این فاز جدید که Q-carbon نام دارد، سخت‌تر از الماس بوده و در زمان قرار گرفتن در برابر سطوح بسیار پایین انرژی نیز می‌درخشد.

به گفته محققان، قدرت و نیاز کم Q-carbon به انرژی، آن را برای ساخت فناوری‌های نمایش الکترونیک جدید در آینده بسیار نویدبخش ساخته است.

از این فاز جدید همچنین می‌توان برای ساخت انواع اجسام الماس تک بلوری استفاده کرد.

محققان ابتدا با یک زیرلایه مانند یاقوت کبود، شیشه یا پلیمر پلاستیکی شروع به کار کرده و آن را با کربن آمورف پوشش دادند که از ساختار بلورین منظم و شفافی برخوردار نیست.

این کربن سپس با یک پالس لیزری به مدت حدود 200 نانوثانیه هدف شلیک قرار گرفت که در طول آن، دمای کربن تا حدود 3727 درجه سانتیگراد بالا رفت و سپس به سرعت سرد شد.

این عملیات در یک جو انجام شد و فشار آن با هوای اطراف مشابه بود.

نتیجه نهایی یک فیلم Q-carbon بوده و دانشمندان می‌توانند این فرآیند را برای ساخت فیلم‌های با ضخامت بین 20 تا 500 نانومتر کنترل کنند.

دانشمندان با استفاده از زیرلایه‌های متفاوت و تغییر طول پالس لیزر می‌توانند همچنین سرعت سرد شدن کربن را نیز کنترل کنند. آن‌ها با تغییر سرعت خنک شدن خواهند توانست ساختار الماس را در داخل Q-carbon ایجاد کنند.

این تحقیق در مجلات Applied Physics و ALP Materials منتشر شده است.