郑州大学发表最新Nature论文

编辑丨王多鱼

排版丨水成文

立方金刚石（cubic diamond，CD）被誉为“终极半导体”，在科学界和工业界都引起了极大的关注。其多晶型体——六方金刚石（hexagonal diamond，HD）则更令人着迷，其于 1967 年在陨石中被发现，因此也被称为“陨石钻石”，其独特的原子堆垛方式赋予其超越立方金刚石的硬度，因而引起了科研人员的广泛关注。

然而，六方金刚石的形成源于陨石撞击所产生的极端条件，过程短暂且概率极低，其能否独立稳定存在，长期以来一直存在争议，且对其物理性质的研究仍处于空白状态。

2026 年 3 月 4 日，郑州大学单崇新教授、程少博教授、杨西贵教授及南京大学孙建教授作为共同通讯作者（郑州大学来守龙、杨西贵和南京大学施九洋为论文共同第一作者），在国际顶尖学术期刊Nature上发表了题为：Bulk hexagonal diamond 的研究论文。

该研究成功合成出了纯相六方金刚石块材，并精确解析了其晶体结构，揭示了其全新的相变机制。

在这项最新研究中，郑州大学金刚石材料与器件团队历时五年潜心研究，从设备研制入手，开发出大腔体单轴高压技术，并利用该技术合成出导电金刚石材料。在此基础上，以高定向热解石墨（highly oriented pyrolytic graphite，HOPG）为前驱体，提出石墨层受限滑移的思路，在 20 GPa，1300 ℃ 条件下成功制备出毫米尺寸的纯相六方金刚石。

通过结合先进的结构表征和理论模拟，研究团队系统解析了合成的六方金刚石（hexagonal diamond，HD）的晶体结构与成键特征，获得了清晰的原子级分辨图像，证实了其为六方晶系金刚石，并阐明了其从石墨转变的途径，从而揭示了六方金刚石的全新相变路径。

基于所获得的六方金刚石材料，研究团队进一步系统表征了其力学性能，结果显示，块体六方金刚石（Bulk HD）的维氏硬度和剪切模量均优于传统的立方金刚石（CD），且具有较高的热稳定性。

合成的六方金刚石的晶体结构、X射线衍射以及原子级分辨图像

总的来说，这些发现解决了长期以来关于六方金刚石（hexagonal diamond，HD）作为独立碳相存在的争议，并为石墨到金刚石的相变提供了新的见解，为未来在先进技术应用中对六方金刚石的研究和实际应用铺平了道路。

论文链接：

https://www.nature.com/articles/s41586-026-10212-4