新型 MAB 相及其剥离为二维 MBene 的机理洞察
材料科学
2019-06-14 v1
摘要
考虑到近期从层状块体结构合成新型二维（2D）材料的突破，被称为 MAB 相的三元层状过渡金属硼化物已受到审视，作为获得新型二维过渡金属硼化物（即所谓 MBene）的途径。此处，基于一组声子计算，我们展示了许多含 Al 的 MAB 相的动态稳定性：MAlB（M = Ti、Hf、V、Nb、Ta、Cr、Mo、W、Mn、Tc）、MAlB（Sc、Ti、Zr、Hf、V、Cr、Mo、W、Mn、Tc、Fe、Rh、Ni）、MAlB（M = Sc、T、Zr、Hf、Cr、Mn、Tc、Fe、Ru、Ni）、MAlB（M = Sc、Ti、Zr、Hf、V、Nb、Ta、Cr、Mo、W、Mn、Fe）以及 MAlB（M = Sc、Ti、Zr、Hf、V、Nb、Ta、Cr、Mo）。通过比较这些 MAB 相与其可用的竞争二元 MB 和 MAl 以及三元 MAlB 相的形成能，我们发现部分 Sc、Ti、V、Cr、Mo、W、Mn、Tc 和 Fe 基 MAB 相可在适当的实验条件下有利合成。此外，通过晶体轨道哈密顿布居和弹簧常数计算考察 MAB 相中各类键的强度，我们发现 BB 键以及随后的 MB 键比 MAl 和 AlB 键更刚硬。这些键强度的差异意味着可从 MAB 相中蚀刻掉 Al 原子，从而形成多种二维 MB、MB 和 MB MBene。进而，我们采用微动弹性带方法研究二维 MB MBene 结构相变为夹在过渡金属之间的类石墨烯硼片的可能性，发现该相变的能垒小于 eV/原子。
引用
@article{arxiv.1905.07310,
title = {Novel MAB phases and insights into their exfoliation into 2D MBenes},
author = {Mohammad Khazaei and Junjie Wang and Mehdi Estili and Ahmad Ranjbar and Shigeru Suehara and Masao Arai and Keivan Esfarjani and Seiji Yunoki},
journal= {arXiv preprint arXiv:1905.07310},
year = {2019}
}
备注
10 pages