RSS-ленты
РусскийEnglish
Выпуск 5, 2024
Том год страница
Выпуски Авторы PACS Подписчикам Для авторов

Cтатьи, принятые к публикации
Обзоры актуальных проблем


Алмазная фаза углерода в космосе и возможности ее обнаружения спектроскопическими методами


Институт электрохимии им. А.Н.Фрумкина РАН, Ленинский просп. 31, Москва, 119071, Российская Федерация

Возможность существования алмазной фазы углерода в космическом пространстве является темой многочисленных экспериментальных и теоретических исследований. В статье представлено обсуждение основных механизмов формирования наноалмазов и результаты экспериментальных спектроскопических и структурных исследований нано- и микроалмазов из метеоритов. Проводится сравнение спектроскопических свойств алмазов разного размера Инфракрасная спектроскопия позволяет идентифицировать С-Н группы на поверхности горячих наноалмазных зерен. Обнаружение азотных дефектов в наноалмазах спектроскопическими методами крайне затруднительно. Показано, что люминесценция примесных дефектов, в частности, центра кремний-вакансия (SiV), реально присутствующего в метеоритных наноалмазах, открывает принципиальную возможность их обнаружения методами наблюдательной астрономии.

Ключевые слова: алмаз, наноалмаз, метеорит, межзвездная пыль
PACS: 81.05.ug, 95.85.−e, 78.40.−q, 71.55.Ak, 61.46.Df (все)
DOI: 10.3367/UFNr.2024.02.039656
Цитата: Ширяев А А "Алмазная фаза углерода в космосе и возможности ее обнаружения спектроскопическими методами" УФН, принята к публикации

Поступила: 9 июня 2023, доработана: 21 февраля 2024, 27 февраля 2024

English citation: Shiryaev A A “Diamond phase in space and possibility of its spectroscopic detection” Phys. Usp., accepted; DOI: 10.3367/UFNe.2024.02.039656

Список литературы (192) ↓ Похожие статьи (16)

  1. Saslaw W, Gaustad J Nature 221 160 (1969)
  2. Duley W W Astrophys. Space Sci. 150 387 (1988)
  3. Allamandola L J Astrophys. J. 399 134 (1992)
  4. Allamandola L J Science 260 64 (1993)
  5. Lewis R S Nature 326 160 (1987)
  6. Jorgensen U G Nature 332 702 (1988)
  7. Anders E, Zinner E Meteoritics 28 490 (1993)
  8. Lewis R S, Anders E, Draine B T Nature 339 117 (1989)
  9. Daulton T L Ultrananocrystalline diamond (Eds O Shenderova, D M Gruen) (Norwich: William-Andrew, 2006) p. 23
  10. Ott U Space Sci. Rev. 130 87 (2007)
  11. Ott U Chem Erde-Geochem. 74 519 (2014)
  12. Ott U, Verchovsky A B, Daulton T L Presolar Grains in Extraterrestrial Materials (2024)
  13. Guillois O, Ledoux G, Reynaud C Astrophys. J. 133 (1999)
  14. Ерофеев М В, Лачинов П А Записки Императорского Санкт-Петербургского минералогического общества 24 (2) 263 (1888)
  15. VdovykG P Space Sci. Rev. 10 483 (1970)
  16. Nestola F PNAS 117 (41) 25310 (2020)
  17. Вальтер А А Геохимия 33 (10) 1027 (2003)
  18. Lipschutz M E Science 143 1431 (1964)
  19. Nakamuta Y, Toh S Amer. Miner. 98 574 (2013)
  20. Garvie L A G, N<$>acute {rm e}<$>meth P, Buseck P R Amer. Miner. 99 531 (2014)
  21. Nakamuta Y, Kitajima F, Shimada K J. Miner. Petrol. Sci. 111 252 (2016)
  22. Lorenz C A Meteorit. Planet. Sci. 54 (6) 1197 (2019)
  23. Nemeth P PNAS 11 9 (30)
  24. Luo K Nature 607 486 (2022)
  25. Russell S S Science 256 (5054) 206 (1992)
  26. Grady M M Earth Planet. Sci. Lett. 136 677 (1995)
  27. RubA E, Scott E R D Geochim. Cosmochim. Acta 61 (2) 425 (1997)
  28. Масайтис В Л Алмазоносные импактиты Попигайской астроблемы (СПб: ВСЕГЕИ, 1998)
  29. Daulton T L Geochim. Cosmochim. Acta 60 4853 (1996)
  30. Fraundorf P Ultramicroscopy 27 401 (1989)
  31. Eberl D D, Drits V A, Srodon J Am. J. Sci. 298 (6) 499 (1998)
  32. Eberl D D Amer. Miner. 109 (1) 2 (2024)
  33. Lyon I C Meteorit. Planet. Sci. 40 (7) 981 (2005)
  34. Maul J Phys. Rev. B 72 245401 (2005)
  35. Banhart F Meteorit. Planet. Sci. 12 (1998)
  36. Tang M Geochim. Cosmochim. Acta 52 1221 (1988)
  37. Merchel S Geochim. Cosmochim. Acta 67 (24) 4949 (2003)
  38. Garvie L A J, Buseck P R Meteorit. Planet. Sci. 41 (4) 633 (2006)
  39. Garvie L A J Meteorit. Planet. Sci. 41 (5) 667 (2006)
  40. Shiryaev A A Geochim. Cosmochim. Acta 75 3155 (2011)
  41. Frenklach M Appl. Phys. Lett. 59 546 (1991)
  42. Clayton D D Astrophys. J. 447 894 (1995)
  43. Shiryaev A A Phys. Chem. Chem. Phys. 22 13261 (2020)
  44. Lewis J B Meteorit. Planet. Sci. 55 1382 (2020)
  45. Russel S S, Arden J W, Pillinger C T Meteorit. Planet. Sci. 31 343 (1996)
  46. Virag A Lunar Planet. Sci. Conf.
  47. Shiryaev A A J Phys. Cond. Mat. 493 (2006)
  48. Braatz A Meteorit. Planet. Sci. 35 75 (2000)
  49. Huss G R, Lewis R S Meteoritics 29 791 (1994)
  50. Lewis R S, Huss G R, Lugmair G Lunar Planet. Sci. Conf. 807 (1991)
  51. Maas R Meteorit. Planet. Sci. 36 849 (2001)
  52. Wallner A Nucl. Instrum. Meth. Phys. Res. B 294 496 (2013)
  53. Фисенко А В, Семенова Л Ф Геохимия 48 (12) 1257 (2010)
  54. Koscheev A P Nature 412 615 (2001)
  55. Aghajamali A, Shiryaev A A, Marks N A Astrophys. J. 916 85 (2021)
  56. Verchovsky A B Astrophys. J. 651 481 (2006)
  57. Dai Z R Nature 418 157 (2002)
  58. Федосеев Д В Письма в ЖЭТФ 32 (1) 7 (1980)
  59. Федосеев Д В, Варнин В П, Дерягин Б В Успехи химии 53 (5) 753 (1981)
  60. Fedoseev D V Carbon 21 (3) 237 (1983)
  61. Чайковский Э Ф, Пузиков В М, Семенов А В Кристаллография 26 (1) 219 (1981)
  62. Чайковский Э Ф, Розенберг Г Х Доклады АН СССР 279 1372 (1984)
  63. Чайковский Э Ф Доклады АН УССР, Сер. А 11 53 (1985)
  64. Чайковский Э Ф Поверхность. Физика, химия, механика 9 98 (1985)
  65. Губин С А Химическая физика 9 (3) 401 (1990)
  66. Gutzow I Nucleation Theory and Applications (Ed. J W P Schmelzer) (Wiley-VCH Verlag GmbH & Co: KGaA, 2005)
  67. Raty J-Y, Galli G Nat. Mater. 2 792 (2003)
  68. Barnard A S, Russo S P, Snook I K J. Chem. Phys. 118 (11) 5094 (2003)
  69. Stehlik S Sci. Rep. 6 38419 (2016)
  70. Ekimov E A Diam. Relat. Mater. 136 109907 (2023)
  71. Shenderova Part. Part. Syst. Charact. 31 580 (2014)
  72. Chang S L Y Nanoscale Horiz. 3 213 (2018)
  73. Bundy F P Carbon 34 (2) 141 (1994)
  74. Luth R W, Palyanov Y N, Bureau H Rev. Miner. Geochem. 88 755 (2022)
  75. Urey H C, Mele А, Mayeda T Geochim. Cosmochim. Acta 15 1 (1957)
  76. Tielens A Astrophys. J 109 (1987)
  77. Blake D F Nature 332 611 (1988)
  78. Пятернев С В, Першин С В, Дремин А Н Физика горения и взрыва 6 125 (1986)
  79. Курдюмов А В Мартенситные и диффузионные превращения в углероде и нитриде бора при ударном сжатии
  80. Shenderova O J. Phys. Chem. C 115 14014 (2011)
  81. Долматов В Ю Успехи химии 76 (4) 375 (2007)
  82. Marks N A, Lattemann M, McKenzie D R Phys. Rev. Lett. 108 075503 (2012)
  83. Дерягин Б В, Федосеев Д В Рост алмаза и графита из газовой фазы (М.: Наука, 1977)
  84. Ashfold M N R Chem. Soc. Rev. 21 (1994)
  85. Schwander M, Partes K Diam. Relat. Mater. 20 1287 (2011)
  86. Ребров А К УФН 187 193 (2017); Rebrov A K Phys. Usp. 60 179 (2017)
  87. Хмельницкий Р А УФН 185 143 (2015); Khmel'nitskii R A Phys. Usp. 58 134 (2015)
  88. Palnichenko A V Nature 402 162 (1999)
  89. Fukunaga K Nature 328 141 (1987)
  90. Nagashima K, Nara M, Matsuda J Meteorit. Planet. Sci. 47 1728 (2012)
  91. Bachmann P K, Leers D, LydtH Diam. Relat. Mater. 1 1 (1991)
  92. Eaton S C, Sunkara M K Diam. Relat. Mater. 9 1320 (2000)
  93. Yoshimoto M Nature 399 340 (1999)
  94. Hirai T J. Cryst. Growth. 310 1015 (2008)
  95. Попов В Т, Полак Л С, Федосеев Д В Коллоидный Ж 49 (3) 618 (1987)
  96. Buerki P R, Leutwyler J. Appl. Phys. 69 3739 (1991)
  97. Дубинчук В Т Доклады АН СССР 231 (4) 973 (1976)
  98. Daulton T L, Ozima M Science 271 1260 (1996)
  99. Daulton T L Nucl. Instrum. Meth. B 175 12 (2001)
  100. Banhart F, Ajayan P M Nature 382 433 (1996)
  101. Wesolowski P Appl. Phys. Lett. 71 1948 (1997)
  102. Бяков В М, Пименов Г Г, Степанова О П Письма в Астрон. журн. 16 (11) 1051 (1990)
  103. Nuth J A, Allen J E Astrophys. Space Sci. 196 117 (1992)
  104. Kouchi A Astrophys. J. 129 (2005)
  105. Butenko Yu V Diam. Relat. Mater. 17 962 (2008)
  106. Shiryaev A A Sci. Reps. 8 5099 (2018)
  107. Fogg J L Nucl. Inst. Meth. B 453 32 (2019)
  108. Zaitsev A M Optical Properties of Diamond (Berlin-Hedelberg: Springer, 2001)
  109. Dischler B Handbook of Spectral Lines in Diamond (Berlin-Hedelberg: Springer, 2012)
  110. Lax M, BursteE Phys. Rev. 97 39 (1955)
  111. Клюев Ю А Доклады АН СССР 240 1104 (1978)
  112. Shiryaev A A Meteorit. Planet. Sci. 57 (3) 730 (2022)
  113. Clark C D, Collins A T, Woods G Sб The properties of natural and synthetic diamond (Ed J E Field) (London: Academic Press, 1992) p. 35
  114. Stachel T Rev. Miner. Geochem. 88 809 (2022)
  115. De Corte K Geochim. Cosmochim. Acta 62 3765 (1998)
  116. Cartigny P Science 304 853 (2004)
  117. Vlasov I I Ultrananocrystalline Diamond 291 (2012)
  118. Clark C D, Davey S T J. Phys. C 17 1127 (1984)
  119. Бокий Г Б Природные и синтетические алмазы (М.: Наука, 1986)
  120. Orlinskii S B Nanosci. Nanotech. Lett. 3 1 (2011)
  121. Briddon P R, Jones R Phis. B 185 179 (1993)
  122. Титков С В Геология и геофизика 1 455 (2015)
  123. Turner S Nanodiamonds 57 (2017)
  124. Birman J L Theory of Crystal Space Groups and Lattice Dynamics (Springer, Berlin: Heidelberg, 1974) p. 1
  125. Nadolinny V, Komarovskih A, Palyanov Y Crystals 7 237 (2017)
  126. Реутский В Н Геохимия 55 (11) 1003 (2017)
  127. Goss J P J. Phys. 26 (14) 145801 (2014)
  128. Day M C Diam. Relat. Mater. 143 110866 (2024)
  129. Jiang T, Xu K Carbon 33 1663 (1995)
  130. Кулакова И И ФТТ 46 (4) 621 (2004)
  131. Buchatskaya Y Radiochim. Acta 103 (3) 205 (2015)
  132. Kudryavtsev O S Nano Lett. 22 2589 (2022)
  133. Ekimov E A Nanomaterials 12 (3) 351 (2022)
  134. Hill H G M Meteorit. Planet. Sci. 32 713 (1997)
  135. Andersen A C Astron. Astrophys. 330 1080 (1998)
  136. Mutschke H Astrophys. J. 157 (1995)
  137. Mutschke H Astron. Astrophys. 423 983 (2004)
  138. Jones A P Astron. Astrophys. 416 235 (2004)
  139. Khomich А А Laser Phys. Lett. 14 (2) 025702 (2017)
  140. Clark C D Phys. Rev. B 51 (23) 16681 (1995)
  141. Ekimov E A Diam. Relat. Mater. 93 75 (2019)
  142. Екимов Е А, Кондрин М В УФН 187 577 (2017); Ekimov E A Phys. Usp. 60 539 (2017)
  143. Zaitsev A M Mat. Sci. Eng. B 11 179 (1992)
  144. Zaitsev A M Phys. Rev. B 61 (19) 12909 (2000)
  145. Gippius A A Physica 187 (1983)
  146. Tkachev V D, Zaitsev A M, Tkachev V V Phys. Stat. Sol. B 129 129 (1985)
  147. Bradac C Nature Nanotech. 5 345 (2010)
  148. Vlasov I I Small 6 687 (2010)
  149. Terada D ACS Nano 13 (6) 6461 (2019)
  150. So F T-K J. Phys. Chem. C 126 (11) 5206 (2022)
  151. Smith B R, Gruber D, Plakhotnik T Diamond Relat. Mater. 19 314 (2010)
  152. Bogdanov Materials 15 3589 (2022)
  153. Vlasov Adv. Mater. 21 808 (2009)
  154. Vlasov I I Nature Nanotech. 9 54 (2014)
  155. Makino Y Diamond Relat. Mater. 112 108248 (2022)
  156. Makino Y Phys. Stat. Sol. A 2200342 (2022)
  157. Chang H-C J. Phys. Chem. 99 11081 (1995)
  158. Cheng C-L Phys. Rev. Lett. 78 3713 (1997)
  159. Van Kerckhoven C, Tielens A G G M, Waelkens C Astron. Astrophys. 384 568 (2002)
  160. Blades J C, Whittet D C B Mon. Not. R. Astron. Soc. 191 701 (1980)
  161. Aitken D K, Roche P F Mon. Not. R. Astron. Soc. 196 39 (1981)
  162. Baas F Astrophys. J. 265 290 (1983)
  163. Geballe T R Astrophys. J. 29 (1989)
  164. van der Zwet G P Astron. Astrophys. 145 262 (1985)
  165. Roche P F, Allen D A, Bailey J A Mon. Not. R. Astron. Soc. 220 7 (1986)
  166. Acke B, van den Ancker M E Astron. Astrophys. 457 171 (2006)
  167. Habart E Astrophys. J. 129 (2004)
  168. Topalovic R Mon. Not. R. Astron. Soc. 372 1299 (2006)
  169. Goto M Astrophys. J. 693 610 (2009)
  170. Shiryaev A A Meteorit. Planet. Sci. 50 (6) 1005 (2015)
  171. Kagi H, Takahashi K, Masuda A Naturwissenschaften 77 531 (1990)
  172. Abdullahi I M Carbon 164 442 (2020)
  173. Фисенко А В Геохимия 43 (5) 677 (1995)
  174. Фисенко А В Астрон. вестн. 31 (1) 82 (1997)
  175. Borchi E J. Phys. D -- Appl. Phys. 31 609 (1998)
  176. Cho J-G, Yi B-Y, Kim T-K Korean J. Med. Phys. 12 (1) 1 (2001)
  177. Simonia I A, Mikailov Kh M Астрон. журн. 50 (12) 960 (2006)
  178. Chang H-C, Chen K, Chang S K Astrophys. J. 63 (2006)
  179. Chang H-C J. Phys. 728 062004 (2016)
  180. Darbon S, PerrJ-M, Sivan J-P Astron. Astrophys. 348 990 (1999)
  181. Ekimov E A, Lebed Yu B, KondrM V Carbon 171 634 (2021)
  182. Iakoubovskii K, Adriaenssens G J, Nesladek M J. Phys. Cond. Mat. 12 189 (2000)
  183. D'Haenens-Johansson Phys. Rev. B 84 245208 (2011)
  184. Deshko Y, Gorokhovsky A Low Temp. Phys. 36 465 (2010)
  185. Shiryaev A A Phys. Chem. Chem. Phys. 23 21729 (2021)
  186. Cherchneff I Astron. Astrophys. 357 572 (2000)
  187. Cherchneff I EAS Publications Series 60 175 (2013)
  188. Ott U Publ. Astron. Soc. Australia 29 90 (2012)
  189. Dworetsky M M, Persaud J L, Patel K Mon. Not. R. Astron. Soc. 385 (3) 1523 (2008)
  190. Castelli F, Hubrig S Astron. Astrophys. 475 1041 (2007)
  191. Alvarez E Phys. Scripta 20 141 (1979)
  192. Ширяев A A Современная звёздная астрономия-2018 311
© Успехи физических наук, 1918–2024
Электронная почта: ufn@ufn.ru Телефоны и адреса редакции О журнале Пользовательское соглашение