Carbon-Z

José A. Flores-Livas, Lauri Lehtovaara, Felix Balima, Denis Machon, Stéphane Pailhès, Silvana Botti, Alfonso San Miguel et Miguel A. L. Marques, en collaboration avec le groupe théorique de l'université de Bâle viennent de publier un article intitulé Crystal Structure of Cold Compressed Graphite dans la revue Physical Review Letters.

En apportant des preuves théoriques et expérimentales d'une nouvelle forme allotropique du carbone et grâce à des calculs DFT combinés avec de méthodes prédictives de formes cristallines, ils ont proposé une nouvelle structure du carbone de symétrie inférieur a celle de graphite, qu'ils prédisent comme plus stable à des pressions supérieures à 10 GPa. Ce matériau baptisé « carbon-Z » est formé par des fortes liaisons sp3 qui le confèrent des propriétés mécaniques comparables à celles du diamant. La structure proposée permet d’expliquer les diffractogrames des rayons X présentés dans la littérature et les spectres Raman du graphite sous pression également mesurés.

La transition de graphite vers le carbon-Z est facilement compréhensible à partir d'un modèle de glissement et flambage des feuilles de graphène. Par ailleurs, leurs calculs prédisent le caractère semi-conducteur du carbon-Z avec une largeur de bande interdite comparable à celle du diamant, ce qui fait du carbon-Z un nouveau polymorphe transparent du carbone.