自然界中的固体一般可分为晶体和非晶体状态，取决于材料中是否存在长程晶格周期。然而，如果晶体中长程秩序的程度明显降低，这两种状态的区分可能面临根本性的挑战。有鉴于此，北京高压科学研究中心/燕山大学的缑慧阳、美国乔治梅森大学的Howard Sheng等研究人员，合成出次晶态金刚石。
本文要点
1）研究人员报告了一种不同于晶体或无定形金刚石的次晶体状态。
2）这个次晶态金刚石，由亚纳米大小的次晶组成，拥有明确的晶体中程秩序，达到几个原子壳，是在高压高温条件下（例如，30GPa和1,600K）采用面心立方体C60作为前体合成的。
3）通过X射线衍射、高分辨率透射显微镜和高级分子动力学模拟的结合，确定了次晶态的结构特征。
4）次晶态的形成是压缩的C60中形成的密集分布的核点以及无定形金刚石中由于强sp3键而产生的明显的第二近邻短程有序性的结果。
5）次晶态金刚石的发现为富碳家族增加了一种不寻常的金刚石形式，它表现出与众不同的物理特性，可以被进一步利用来开发新材料。
本文研究工作揭示了非晶态和晶态之间长度尺度的缺失，对识别非晶态材料产生的复杂结构具有深远意义。
参考文献：
Hu Tang, et al. Synthesis of paracrystalline diamond. Nature, 2021.
DOI：10.1038/s41586-021-04122-w
https://www.nature.com/articles/s41586-021-04122-w
