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基于第一性原理的 Li-B-C 化合物的热力学稳定性

材料科学 2023-03-22 v1 计算物理

摘要

二十年前在空穴掺杂 Lix_xBC 中预测到高-TcT_{\rm{c}} 超导性,引发了合成具有蜂窝状 B-C 层的新材料的广泛努力,但 Li-B-C 化合物的热力学稳定性在很大程度上仍未被探索。在本研究中,我们使用密度泛函理论来表征已确立和近期报道的 Li-B-C 相。我们对 Lix_xBC 中 Li 化学势的计算有助于估计 LiBC 母体材料脱锂所需的 (TT,PP) 条件,而对 B-C 相的考察有助于合理化具有蜂窝状和类金刚石形貌的亚稳 BC3_3 多晶型的观察结果。同时,我们证明近期报道的具有新晶体结构的 BC3_3、LiBC3_3 和 Li2_2B2_2C 相在动力学和热力学上均不稳定。通过进化优化与理性设计的结合,我们确定了更为自然和有利的 Li2_2B2_2C 构型,然而它们仍位于热力学稳定性阈值之上。

关键词

引用

@article{arxiv.2302.05325,
  title  = {Thermodynamic stability of Li-B-C compounds from first principles},
  author = {Saba Kharabadze and Maxwell Meyers and Charlsey R. Tomassetti and Elena R. Margine and Igor I. Mazin and Aleksey N. Kolmogorov},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2302.05325},
  year   = {2023}
}