基于密度泛函理论的二元过渡金属碳化物中碳空位形成
材料科学
2018-08-23 v1
摘要
我们利用密度泛函计算，针对两种常见的过渡金属（TM）碳化物晶体结构即 B1（岩盐）和 WC 结构类型，研究了二元过渡金属碳化物中碳空位形成的趋势。TM 取元素周期表 IV 族（Ti、Zr、Hf）、V 族（V、Nb、Ta）和 VI 族（Cr、Mo、W）以及 III 族的 Sc。对于 B1 结构 TM 碳化物，总体趋势是随着体系中价电子数增加，C 空位更易形成。例外是 ScC，其 C 空位相当容易形成。同样清楚的是，C 空位的形成取决于生长条件：在富 TM 条件下，B1 结构碳化物总是倾向于形成 C 空位。在富 C 条件下，于 ScC、VC、NbC、CrC、MoC 和 WC 中形成 C 空位在能量上是有利的。实验上在 B1 结构 TM 碳化物中发现高浓度 C 空位，我们的计算与这些观测一致。事实上，TiC、ZrC、HfC 和 TaC 是仅有的在富 C 条件下也不自发倾向于形成 C 空位的 B1 结构 TM 碳化物。然而，由于生长 TM 碳化物时使用的高温，C 空位仍可能存在于这些体系中。对于 WC 结构 TM 碳化物，无论生长条件如何，C 空位形成在能量上均不利，这正是该结构仅见于接近一对一金属-碳比附近的原因。……
引用
@article{arxiv.1808.07114,
title = {Carbon Vacancy Formation in Binary Transition Metal Carbides from Density Functional Theory},
author = {Mikael Råsander and Anna Delin},
journal= {arXiv preprint arXiv:1808.07114},
year = {2018}
}