解析盐相高熵氧化物中各离子元素作用
材料科学
2024-08-16 v1
摘要
通过整合实验发现、热力学分析和第一性原理预测，我们揭示了 Mg1/5Co1/5Ni1/5Cu1/5Zn1/5O 高熵氧化物(HEO)中每个阳离子在相演化、稳定性和属性中的独特作用。我们通过依次从五元高熵氧化物中逐个去除一种阳离子，以创建五个四元衍生物来实现这一目标。批量合成实验表明，Mg、Ni 和 Co 作为盐相相稳定剂，而只有 Mg 和 Ni 在薄膜生长中可热力学地增强单相盐相稳定性；合成条件决定 Co 是盐相相稳定剂还是不稳定剂。通过考察竞争相和氧化态偏好，运用伪二元相图和第一性原理计算，我们解决了所有配方在 bulk 和薄膜之间的稳定性差异。我们系统地探索了HEO宏观属性对阳离子选择的灵敏度，同时利用预测和测量的光谱。该研究建立了一种框架，用于从阳离子层面理解高熵氧化物的可合成性和属性，广泛适用于在其他高熵材料中设计功能属性。
引用
@article{arxiv.2405.07918,
title = {Untangling individual cation roles in rock salt high-entropy oxides},
author = {Saeed S. I. Almishal and Jacob T. Sivak and George N. Kotsonis and Yueze Tan and Matthew Furst and Dhiya Srikanth and Vincent H. Crespi and Venkatraman Gopalan and John T. Heron and Long-Qing Chen and Christina M. Rost and Susan B. Sinnott and Jon-Paul Maria},
journal= {arXiv preprint arXiv:2405.07918},
year = {2024}
}
备注
Saeed S. I. Almishal and Jacob T. Sivak contributed equally to this work