六方晶窒化炭素(Beta carbon nitride、β-C3N4)は、ダイヤモンドより硬いことが予測される超硬度材料である[1]

六方晶窒化炭素のダイヤグラム。この図は3次元分子の1つの層を表している。各炭素原子は4つ、窒素原子は3つの結合を持っている。上方または下方への結合は、この図には描かれていない。

この物質は、1985年にマーヴィン・コーエンとアミー・リューが初めてその存在を提唱した。結晶の結合の性質を調べると、炭素原子と窒素原子は、安定な結晶格子の比が1:1:3の、非常に短く強い結合を形成していることが分かった。この物質がダイヤモンドより硬いという予測は、1989年に初めて提唱された[2]

この物質の製造は難しいと考えられ、長年の間、合成できなかったが、近年、六方晶窒化炭素の製造が達成された。例えば、ナノサイズの結晶やナノロッドは、機械化学的な過程を含む方法で合成される[3][4][5][6]

関連項目編集

出典編集

  1. ^ Ball, P. (5 Jun 2000). “News: Crunchy filling”. Nature. doi:10.1038/news000511-1. http://www.nature.com/news/2000/000511/full/news000511-1.html. 
  2. ^ Liu, A. Y.; Cohen, M. L. (1989). “Prediction of New Low Compressibility Solids”. Science 245 (4920): 841-842. doi:10.1126/science.245.4920.841. PMID 17773359. http://www.sciencemag.org/cgi/content/abstract/245/4920/841. 
  3. ^ Niu, C.; Lu, Y. Z.; Lieber, C. M. (1993). “Experimental Realization of the Covalent Solid Carbon Nitride”. Science 261 (5119): 334-337. doi:10.1126/science.261.5119.334. http://www.sciencemag.org/cgi/content/abstract/261/5119/334. 
  4. ^ Martin-Gil, J.; Martin-Gil, F. J.; Sarikaya, M.; Qian, M.; Jose-Yacaman, M.; Rubio, A. (1997). “Evidence of a Low-Compressibility Carbon Nitride with Defect-Zincblende Structure”. Journal of Applied Physics 81 (6): 2555-2559. doi:10.1063/1.364301. オリジナルの2012年7月13日時点におけるアーカイブ。. https://archive.is/20120713050754/http://link.aip.org/link/?JAPIAU/81/2555/1. 
  5. ^ Yin, L. W.; Li, M. S.; Liu, Y. X.; Sui, J. L.; Wang, J. M. (2003). “Synthesis of Beta Carbon Nitride Nanosized Crystal through Mechanochemical Reaction”. Journal of Physics: Condensed Matter 15 (2): 309-314. doi:10.1088/0953-8984/15/2/330. http://iopscience.iop.org/0953-8984/15/2/330. 
  6. ^ Yin, L. W.; Bando, Y.; Li, M. S.; Liu, Y. X.; Qi, Y. X. (2003). “Unique Single-Crystalline Beta Carbon Nitride Nanorods”. Advanced Materials 15 (21): 1840-1844. doi:10.1002/adma.200305307. http://doi.wiley.com/10.1002/adma.200305307.