三碳：基于第一性原理计算的两种新型超硬金属碳同素异形体
材料科学
2022-01-03 v1
摘要
基于晶体化学考量与量子密度泛函理论基态计算，提出并能量计算了菱方rh-C3与六方h-C6碳同素异形体作为类似纤锌矿型的新稳定超硬相。沿线性C2-C1-C2晶格中的两类碳原子，由电荷密度投影推断出畸变四面体C2(sp3)（键角106.17°（小于理想值109.4°））与类C1(sp)杂化。计算的弹性常数表明rh-C3与h-C6力学性能具有强各向异性，其C33值异常大（分别为1636 GPa与1610 GPa），超过纤锌矿型（1380 GPa），归因于沿六方c轴排列的三碳单元的存在。两相均具有大体积模量与高硬度值，略小于纤锌矿型与金刚石。由电子能带结构计算确认两相均具有弱金属性。
引用
@article{arxiv.2106.06826,
title = {Tricarbon: two novel ultra-hard metallic carbon allotropes from first-principle calculations},
author = {Samir F. Matar and Jean Etourneau and Vladimir L. Solozhenko},
journal= {arXiv preprint arXiv:2106.06826},
year = {2022}
}
备注
arXiv admin note: text overlap with arXiv:2104.11024