Bulk Mg$_3$WN$_4$合成与性质研究: 基于六方纹系结构

Anna A. Berseneva; Christopher L. Rom; Layton Rudolph; Yunseung Kuk; P. Shiv Halasyamani; Rebecca W. Smaha; James R. Neilson; Andriy Zakutayev

Bulk Mg$_3$WN$_4$合成与性质研究: 基于六方纹系结构

材料科学 2026-05-28 v1

作者: Anna A. Berseneva , Christopher L. Rom , Layton Rudolph , Yunseung Kuk , P. Shiv Halasyamani , Rebecca W. Smaha , James R. Neilson , Andriy Zakutayev

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摘要

通过受控元素配位环境的实验合成理论预测的材料，能够实现易于离子传播或铁电开关等有用性质。本文介绍了Mg-W-N组成空间中新型三元氮化物，其中Several新的稳定和亚稳定化合物近期在bulk和薄膜形态下被预测和合成。本文首次报道了通过固态置换反应合成Mg $_3$ WN $_4$ bulk六方纹系晶体结构。原位synchrotron粉末X射线衍射显示了离子交换过程：从Li $_6$ WN $_4$ + 3 MgCl $_2$ 前体到Mg $_3$ WN $_4$ + 6 LiCl产物，反应在380℃开始，缓慢进行，至600℃完成，其中存在竞争性的无序岩石盒派生相(Mg,W)N在440℃以上。400℃、0.5小时、含10%过量MgCl $_2$ 的原位合成揭示了六方纹Mg $_3$ WN $_4$ 结构的阳离子有序性，其极性对称性经二次谐波发生测量确认。光学吸收光谱、化学组成分析和电子显微镜成像表明，bulk六方纹Mg $_3$ WN $_4$ 易于形成缺陷。总体而言，本研究表明，通过精确控制反应热预算，利用原位测量实现对相纯三元氮化物的选择性原位合成，为六方纹Mg $_3$ WN $_4$ 的性质表征开辟了道路。

关键词

Mg$_3$WN$_4$ 六方纹结构固态置换离子传播铁电开关

引用

@article{arxiv.2605.28799,
  title  = {Synthesis and properties of bulk Mg$_3$WN$_4$ in a wurtzite-derived structure},
  author = {Anna A. Berseneva and Christopher L. Rom and Layton Rudolph and Yunseung Kuk and P. Shiv Halasyamani and Rebecca W. Smaha and James R. Neilson and Andriy Zakutayev},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2605.28799},
  year   = {2026}
}

备注

20 pages, 5 figures

Bulk Mg$_3$WN$_4$合成与性质研究: 基于六方纹系结构

摘要

关键词

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