Vše

Co hledáte?

Vše
Projekty
Výsledky výzkumu
Subjekty

Rychlé hledání

  • Projekty podpořené TA ČR
  • Významné projekty
  • Projekty s nejvyšší státní podporou
  • Aktuálně běžící projekty

Chytré vyhledávání

  • Takto najdu konkrétní +slovo
  • Takto z výsledků -slovo zcela vynechám
  • “Takto můžu najít celou frázi”

Interface-mediated sp 2- sp 3 interconversion in ultrahard diamond-graphite nanocomposites with supertoughness

Identifikátory výsledku

  • Kód výsledku v IS VaVaI

    <a href="https://www.isvavai.cz/riv?ss=detail&h=RIV%2F00216208%3A11320%2F24%3A10487236" target="_blank" >RIV/00216208:11320/24:10487236 - isvavai.cz</a>

  • Nalezeny alternativní kódy

    RIV/61989100:27740/24:10255850

  • Výsledek na webu

    <a href="https://verso.is.cuni.cz/pub/verso.fpl?fname=obd_publikace_handle&handle=5h7mEpQaA_" target="_blank" >https://verso.is.cuni.cz/pub/verso.fpl?fname=obd_publikace_handle&handle=5h7mEpQaA_</a>

  • DOI - Digital Object Identifier

    <a href="http://dx.doi.org/10.1103/PhysRevB.110.134107" target="_blank" >10.1103/PhysRevB.110.134107</a>

Alternativní jazyky

  • Jazyk výsledku

    angličtina

  • Název v původním jazyce

    Interface-mediated sp 2- sp 3 interconversion in ultrahard diamond-graphite nanocomposites with supertoughness

  • Popis výsledku v původním jazyce

    Recently synthesized diamond-graphite nanocomposites, consisting of diamond and graphite nanodomains interlocked via coherent interfaces (termed gradia), exhibit an impressive combination of ultrahigh hardness and superior toughness [Luo et al., Nature (London) 607, 486 (2022)]. This extraordinary finding challenges the prevailing understanding of the widespread trade-off relationship in strong covalent solids, while the toughening mechanism of gradia remains mysterious. Here, we unveil an sp 2- sp 3 interconversion mechanism, where the graphitization or the bond failures are effectively suppressed through layer-by-layer migration of the interfaces towards diamond (or graphite) domains, which originates from the sequential metallization starting from the diamond atomic layers adjacent to the interface with weakened sp 3 hybridization and the associated inverse process, i.e., metal-semiconductor transition of graphite domain (sp2 to sp 3 hybridization). These interface- mediated continuous changes in the localized bonding pattern greatly promote the strain-energy dissipation, leading to a profound tolerance for large strains. Moreover, a size-dependent toughening is demonstrated, attributed to detrimental graphitization and interfacial bond breakage that occur under critically small sp 2 / sp 3 thickness. These findings provide guidance for the experimentally rational design of gradia, and the toughening mechanisms arising from interface-induced electronic structure transition also sheds light on the toughening of other hard but brittle materials through heterophase junctions.

  • Název v anglickém jazyce

    Interface-mediated sp 2- sp 3 interconversion in ultrahard diamond-graphite nanocomposites with supertoughness

  • Popis výsledku anglicky

    Recently synthesized diamond-graphite nanocomposites, consisting of diamond and graphite nanodomains interlocked via coherent interfaces (termed gradia), exhibit an impressive combination of ultrahigh hardness and superior toughness [Luo et al., Nature (London) 607, 486 (2022)]. This extraordinary finding challenges the prevailing understanding of the widespread trade-off relationship in strong covalent solids, while the toughening mechanism of gradia remains mysterious. Here, we unveil an sp 2- sp 3 interconversion mechanism, where the graphitization or the bond failures are effectively suppressed through layer-by-layer migration of the interfaces towards diamond (or graphite) domains, which originates from the sequential metallization starting from the diamond atomic layers adjacent to the interface with weakened sp 3 hybridization and the associated inverse process, i.e., metal-semiconductor transition of graphite domain (sp2 to sp 3 hybridization). These interface- mediated continuous changes in the localized bonding pattern greatly promote the strain-energy dissipation, leading to a profound tolerance for large strains. Moreover, a size-dependent toughening is demonstrated, attributed to detrimental graphitization and interfacial bond breakage that occur under critically small sp 2 / sp 3 thickness. These findings provide guidance for the experimentally rational design of gradia, and the toughening mechanisms arising from interface-induced electronic structure transition also sheds light on the toughening of other hard but brittle materials through heterophase junctions.

Klasifikace

  • Druh

    J<sub>imp</sub> - Článek v periodiku v databázi Web of Science

  • CEP obor

  • OECD FORD obor

    10302 - Condensed matter physics (including formerly solid state physics, supercond.)

Návaznosti výsledku

  • Projekt

  • Návaznosti

    I - Institucionalni podpora na dlouhodoby koncepcni rozvoj vyzkumne organizace

Ostatní

  • Rok uplatnění

    2024

  • Kód důvěrnosti údajů

    S - Úplné a pravdivé údaje o projektu nepodléhají ochraně podle zvláštních právních předpisů

Údaje specifické pro druh výsledku

  • Název periodika

    Physical Review B

  • ISSN

    2469-9950

  • e-ISSN

    2469-9969

  • Svazek periodika

    110

  • Číslo periodika v rámci svazku

    13

  • Stát vydavatele periodika

    US - Spojené státy americké

  • Počet stran výsledku

    9

  • Strana od-do

    134107

  • Kód UT WoS článku

    001340495100003

  • EID výsledku v databázi Scopus

    2-s2.0-85209224043