超不可压缩 sp3 杂化氮化碳的合成
材料科学
2014-12-12 v1
摘要
寻找具有 C-N 组成的材料在创造硬度可与金刚石媲美的材料方面具有巨大前景，这归功于非常强且离子性相对较低的 C-N 键。早期关于 C-N 化合物的实验和理论工作基于与二元 A3B4 结构类型的结构相似性；然而，C3N4 的合成仍然难以实现。在此，我们探索了在高温高压下从元素材料出发的无偏合成。利用原位同步辐射 X 射线衍射和拉曼光谱，我们证明了在 55 GPa 以上和 7000 K 条件下合成了具有 sp3 杂化碳的高度不可压缩的 Pnnm CN 化合物。这一结果得到了第一性原理演化搜索的支持，该搜索发现 Pnnm CN 是 10.9 GPa 以上最稳定的化合物。当压力释放至 6 GPa 以下时，合成的 CN 化合物发生非晶化，并通过能量色散 X 射线光谱确认其恢复了 1:1 的化学计量比。这项工作强调了对新型高压化学规则理解的重要性，并为超硬材料的合成开辟了新途径。
引用
@article{arxiv.1412.3755,
title = {Synthesis of ultra-incompressible sp3-hybridized carbon nitride},
author = {Elissaios Stavrou and Sergey Lobanov and Huafeng Dong and Artem R. Oganov and Vitali B. Prakapenka and Zuzana Konopkova and Alexander F. Goncharov},
journal= {arXiv preprint arXiv:1412.3755},
year = {2014}
}
备注
24 pages, 12 figures