Principios de la Naturaleza del Carbono FCC

En la naturaleza se puede encontrar al carbono formando tres estructuras cristalinas diferentes, debido a su hibridación electrónica las podemos identificar como: diamante, grafito y aglomeraciones de cadenas de carbono (carbines), con hibridaciones sp³, sp² y sp¹, respectivamente. Estos materiales presentan propiedades electrónicas diferentes entre sí, debido a su ordenamiento estructural, por ejemplo, el diamante es aislante en su estado base, mientras que el grafito es conductor al igual que los carbines.

Recientemente se ha encontrado una nueva fase cristalina para el carbono en películas de diamante tratadas con hidrógeno. Esta nueva fase es muy similar a la del diamante, los estudios de difracción electrónica lo corroboran sin embargo, la diferencia en los anillos de difracción 220 y 200 los llevan a la conclusión de que existe una nueva fase.

En base a los resultados experimentales los autores proponen una estructura cristalina tipo fcc.

We report first-principles calculations of the electronic structure for carbon in the fcc structure with the experimentally observed lattice parameter. The calculated orbital population shows that the chemical bond in fcc carbon is close to the s2p2 bonding with a small s– p hybridization. We find that, in contrast to graphite and diamond, fcc carbon exhibits metallic behavior with an electronic density of states at the Fermi level of 0.5 states/(eV atom).
New crystalline phases of a given material are interesting because they correspond to a different bonding arrangement, and new properties can be expected. The face-centered-cubic (fcc) crystal structure does not appear on the usual pressure–temperature phase diagram of carbon.