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三价镧系二元氮化物的高压计算搜索

材料科学 2020-12-18 v1 化学物理 计算物理

摘要

过渡金属氮化物因其引人入胜的性质和技术应用而备受科学界关注。本文聚焦于二氮化钇(YN2_{2})及其在压力下的形成与结构转变。我们采用固定组分USPEX搜索来寻找最稳定的多晶型物。我们选择钇作为镧系系列的替代,因为与大多数过渡金属不同,它仅有 +3+3 氧化态。随后,我们计算了这些结构相对于分解反应的热力学和动力学稳定性,发现该化合物经历两次结构转变,后者显示出N4_{4}链的形成。对氮键合性质的仔细考察表明,在前两种氮形成二聚体的结构中,键长介于单键与双键之间,使得难以合理确定YN2_{2}的恰当氧化态构型。在形成N4_{4}链的后一种结构中,键长显著增加,达到可视为单键的数值。最后,我们还研究了所发现结构的电子结构与动力学稳定性。

关键词

引用

@article{arxiv.2012.09576,
  title  = {High pressure computational search of trivalent lanthanide di-nitrides},
  author = {Francesca Menescardi and Emma Ehrenreich-Petersen and Davide Ceresoli},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2012.09576},
  year   = {2020}
}

备注

21 pages, 6 figures, 3 tables