Образование углеродного сплава в результате лазерного импульсного плавления графита в среде с давлением $\sim10$ МПа

Обсуждается рост метастабильного углерода (МУ) из расплава, образованного плавлением высокоориентированного графита HOPG импульсом лазера в гелии. Получено, что в расплаве базисной грани HOPG растет исключительно графит в форме ступенчатых холмиков, зарождающихся на винтовых дислокациях, что не требует существенного переохлаждения жидкости. В противоположность этому из расплава призматической грани HOPG образуется углеродный сплав из МУ различного фазового состава (в том числе алмаза), который единственным образом может быть объяснен гомогенным зародышеобразованием в сильно переохлажденном расплаве. Численное моделирование процесса нагрева показало, что гомогенная нуклеация связана со вторым фронтом затвердевания, направленным от границы расплава с гелием, навстречу основному фронту затвердевания, движущемуся от дна жидкой ванны к ее поверхности. Показана связь возникновения второго фронта с лазерно-индуцированными электромагнитными волнами на поверхности расплава (ПЭВ), проявляющимися в виде поверхностных периодических структур в затвердевшем расплаве.