通过固态复分解反应体相合成 Zn$_3$WN$_4$
材料科学
2024-05-22 v2
摘要
三元氮化物作为半导体、催化剂和磁性材料，其技术重要性日益增长；然而，推进材料发现工作需要新的合成工具。在此，我们展示了 ZnWN 可通过 LiWN 与 Zn（ = Br, Cl, F）之间的复分解反应进行合成。原位同步辐射粉末 X 射线衍射和差示扫描量热法表明，反应起始温度与 Zn 的熔点相关，而产物纯度与反应的放热性呈负相关。高分辨率同步辐射粉末 X 射线衍射测量显示，这种体相合成产生的结构具有显著的阳离子有序性，这与最初通过薄膜溅射发现的无序结构相反。漫反射光谱揭示，ZnWN 粉末在 2.5 eV 和 4.0 eV 处表现出两个光吸收起始点，表明其具有宽带隙半导体行为，并暗示存在少量结构无序。我们推测该合成策略具有普适性，因为许多潜在的 Li--N 前驱体（其中 为金属）可用于合成新的三元氮化物材料。这项工作引入了一种有前景的合成策略，将加速新型功能三元氮化物及其他目前无法获得的材料的发现。
引用
@article{arxiv.2401.01964,
title = {Bulk synthesis of Zn$_3$WN$_4$ via solid-state metathesis},
author = {Christopher L. Rom and Shaun O'Donnell and Kayla Huang and Ryan A. Klein and Morgan J. Kramer and Rebecca W. Smaha and Andriy Zakutayev},
journal= {arXiv preprint arXiv:2401.01964},
year = {2024}
}