ダイヤモンド上のグラフェンナノブルブルで作られた熱水アンビル

ダイヤモンドの硬度と仮想非圧縮性により、高圧のアンビル細胞で使用することができます。ここでは、グラフェン膜を使用して単結晶ダイヤモンドをカプセル化することにより、静圧を生成する新しい方法を報告します。後者は、その優れたナノインデンテーション強度と面内剛性でよく知られています。ダイヤモンド - グラフェン界面をダイヤモンドの再構築温度（〜1,275 k）に加熱すると、水を捕まえることができる高密度のグラフェンナノ通過が生成されます。高温では、グラフェンとダイヤモンド間の化学結合は、グラフェンの非耐性性のためにハイブリッド界面が熱水anvil細胞として機能するのに十分なほど堅牢です。加圧グラフェンナノバブル内に閉じ込められた過熱した水が観察され、ダイヤモンド表面をエッチングして、高密度の正方形のボイドを生成します。バブルに閉じ込められた過熱水の分子構造は振動分光法を使用して調査され、水素結合環境の動的な変化が観察されます。

The hardness and virtual incompressibility of diamond allow it to be used in high-pressure anvil cell. Here we report a new way to generate static pressure by encapsulating single-crystal diamond with graphene membrane, the latter is well known for its superior nano-indentation strength and in-plane rigidity. Heating the diamond-graphene interface to the reconstruction temperature of diamond (~1,275 K) produces a high density of graphene nanobubbles that can trap water. At high temperature, chemical bonding between graphene and diamond is robust enough to allow the hybrid interface to act as a hydrothermal anvil cell due to the impermeability of graphene. Superheated water trapped within the pressurized graphene nanobubbles is observed to etch the diamond surface to produce a high density of square-shaped voids. The molecular structure of superheated water trapped in the bubble is probed using vibrational spectroscopy and dynamic changes in the hydrogen-bonding environment are observed.