Динамический синтез кристаллического карбина из графита и аморфного углерода

Рассмотрено воздействие ударной волны, генерируемой импульсом лазера, на два углеродных материала: на пиролитический графит и на $10$-микронную пленку аморфного линейно-цепочечного углерода. Образцы облучались неодимовым лазером с длиной волны $1.06$ мкм в вакууме $0.3$ Па, сохранялись и затем исследовались методами просвечивающей электронной микроскопии (ПЭМ) и Оже-спектроскопии. Энергия лазерного импульса составляла $\sim70$ Дж, длительность $580$ пс и интенсивность $440$ ГВ/см$^2$. В сохраненных образцах отмечено образование кристаллического карбина с параметрами решетки $a=0.516$ и $0.533$ нм. Впервые обнаружены плотно упакованные кристаллы карбина, состоящие из линейных цепочек без изгиба, а также кристаллы с характерным размером $\sim10$ мкм, что на порядок больше размеров, наблюдавшихся ранее. Данные электронной дифракции использовались для расчета электронных потенциалов кристаллов карбина. Результаты вычислений подтвердили, что углеродные цепочки упакованы в плотную гексагональную структуру с небольшими различиями для кристаллов, образовавшихся в разных частях образца. В сохраненных образцах аморфного углерода также обнаружено небольшое количество ультрадисперсного алмаза.