通过理论驱动发现导航 Ti-C-O 与 Al-C-O 三元体系
材料科学
2021-12-16 v1
摘要
新材料的计算搜索自然地从二元体系转向三元及其他多组分体系，并更进一步。此处，我们选取工业相关金属钛和铝，报告对三元钛-碳-氧（Ti-C-O）与铝-碳-氧（Al-C-O）体系广泛结构预测研究的结果。我们利用第一性原理计算，通过简单、高效且高度并行的随机结构搜索结合基于复杂网络理论的技术，首次绘制出 Ti-C-O 与 Al-C-O 化合物的完整相稳定性图。这些相稳定性自然源于我们“数据不可知”的方法，其中我们在不借助结构数据库或其他先验知识的情况下映射稳定化合物。一个令人惊讶的发现是预测了满足八隅规则的钛和铝碳酸盐在常压下的稳定性：Ti(CO3) 与 Al(CO3)，据我们所知二者此前均未被合成过。这些材料有可能作为碳封存化合物。我们的搜索发现了若干由 Ti-C-O 与 Al-C-O 体系支撑的额外稳定与亚稳三元化合物。
引用
@article{arxiv.2111.15247,
title = {Navigating the Ti-C-O and Al-C-O ternary systems through theory-driven discovery},
author = {Joseph R. Nelson and Richard J. Needs and Chris J. Pickard},
journal= {arXiv preprint arXiv:2111.15247},
year = {2021}
}
备注
11 pages, 5 figures, plus Supplemental Material. Accepted for publication in Phys. Rev. Mat. (2021)