材料科学：グラファイトからダイヤモンドへの直接変換を支配する整合界面

グラファイトからダイヤモンドへの直接変換の理解は、科学的そして実用的に重要な長年の課題である。これまでに提案された変換機構は、従来の実験観察結果に基づいたもので、原子レベルの分解能を欠き、変換中にグラファイトとダイヤモンドの界面で生じる複雑なナノ構造を説明できない。今回我々は、高角環状暗視野走査型透過電子顕微鏡法を用いて、静的圧縮から回収した部分的に変換されたグラファイト試料において、4つの基本的な構造モチーフからなるグラファイト–ダイヤモンド整合界面を特定したことを報告する。これらの観察結果から、可能な変換経路に関する知見が得られる。理論計算によって、こうした整合界面を経る変換が、過去に提案された、他の経路を経る変換よりもエネルギー的に有利であることが確認された。グラファイトからダイヤモンドへの変換は、ナノスケール整合界面の形成（ダイヤモンドの核生成）によって支配され、静的圧縮下ではそうした整合界面が前進して残りのグラファイトを消費する（ダイヤモンドの成長）。今回の結果は、さまざまな合成条件下における他の炭素材料や窒化ホウ素の変換機構の解明にも役立つ可能性がある。

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