研究目的
利用实空间中子衍射分析并结合分子动力学模拟，研究纳米金刚石的原子结构及其在高达1200°C退火过程中的演变。
研究成果
纳米金刚石颗粒的原子结构随退火过程发生变化，在1200°C时从具有(100)和(111)晶面的截角八面体转变为仅含(111)B晶面的八面体。石墨化主要发生在(111)晶面，而结合PDF分析与分子动力学模拟的方法能有效识别纳米晶体中的结构变化和内部应变。
研究不足
该研究仅限于特定的纳米金刚石样品（UD96）及最高1200°C的退火条件。分子动力学模拟采用简化模型和Tersoff势函数，可能无法精确捕捉所有原子间相互作用。分析基于特定分布假设，可能未涵盖纳米金刚石特性在现实中的所有变化。
1：实验设计与方法选择：
本研究采用直接空间配对分布函数（PDF）法分析粉末衍射数据，并结合分子动力学（MD）模拟。通过收集中子衍射数据并进行PDF分析，以确定晶格应变、微晶形貌及尺寸分布。MD模拟使用Tersoff势能模型来描述金刚石纳米晶粒。
2：样品选择与数据来源：
使用瑞士Microdiamant AG公司生产的UD96型爆轰纳米金刚石粉末（金刚石相含量96%，平均粒径4.5 nm）。样品在真空条件下分别经300、600、800、1000和1200°C退火处理2小时。中子衍射数据采集于洛斯阿拉莫斯LANSCE的NPDF实验站。
3：5 nm）。样品在真空条件下分别经1000和1200°C退火处理2小时。中子衍射数据采集于洛斯阿拉莫斯LANSCE的NPDF实验站。 实验设备与材料清单：
3. 实验设备与材料清单：UD96纳米金刚石粉末、真空退火炉、NPDF实验站中子衍射装置、数据处理软件：PDFgetN（数据还原）、NanoPDF64（PDF数据分析）、POLY-classic（MD模拟）。
4：实验流程与操作步骤：
粉末样品退火处理、室温下采集中子衍射数据、数据还原获取S(Q)和G(r)函数、采用Tersoff势能进行300K下20皮秒MD模拟、通过NanoPDF64对比实验与理论G(r)函数。
5：数据分析方法：
通过G(r)函数解析表观晶格参数、基线及原子间距差分图δ(r)，结合MD模型进行统计比对以确定晶粒尺寸分布、表面结构及层错存在情况。
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获取完整内容-
nanodiamond powder
UD96
Microdiamant AG
Sample material for neutron diffraction and annealing experiments
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neutron diffraction station
NPDF
LANSCE
Collection of neutron diffraction data
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software
PDFgetN
Data reduction to obtain structure factor S(Q) and reduced Pair Distribution Function G(r)
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software
NanoPDF64
PDF data elaboration and comparison of experimental to theoretical diffraction data
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software
POLY-classic
Molecular Dynamics simulations
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