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""我们目前的研究了密度函数理论在预测稳定晶体结构方面的验证,并为

简介: ""我们目前的研究了密度函数理论在预测稳定晶体结构方面的验证,并为富含硼碳化硼材料在极端压力、温度和腐蚀性环境下的应用了一种可转移的合成途径。

阿拉巴马大学伯明翰分校的Yogesh Vohra博士利用微波-等离子体化学气相沉积技术,制造出前所未有的薄膜晶体材料。

这项工作旨在寻找硬度接近钻石的材料,并能在极端压力、温度和腐蚀性环境中生存。

寻找新材料的动机是希望克服金刚石的局限性,因为金刚石在高于600摄氏度的温度下往往会氧化,而且还会与黑色金属发生化学反应。

美国阿拉巴马大学伯明翰分校物理系教授和大学学者Vohra在《Scientific Reports》杂志上报道了一种新型富硼碳化硼材料的合成。

这种生长在1英寸硅片上的薄膜,化学性质稳定,硬度为立方体金刚石的37%,具有绝缘体的作用。

同样重要的是,对这种新材料的实验测试--包括X射线衍射和材料硬度和杨氏模量的测量--与UAB大学物理学助理教授Cheng-Chien Chen博士领导的研究小组计算出的预测值非常吻合。

因此,Vohra、Chen和同事们都制造出了一种新型的硼碳化合物,并展示了第一原理分析的预测能力,可以预测这些材料的性能。

这种新材料的化学式为B50C2,这意味着在晶体结构的每个亚单位中都有50个硼原子和两个碳原子。

关键问题在于这两个碳原子在每个晶体亚单位中的位置;在其他位置插入碳原子会导致材料的不稳定和金属性。

目前50C2材料是在微波等离子体化学气相沉积系统中生长的,使用氢气作为载体气体和二硼烷--90%的氢气、10%2H6和百万分之十的碳元素作为反应气体。

"通过化学气相沉积方法合成富硼碳化硼材料仍然是一个相对未被开发的领域,也是一项具有挑战性的工作。

""我们目前的研究了密度函数理论在预测稳定晶体结构方面的验证,并为富含硼碳化硼材料在极端压力、温度和腐蚀性环境下的应用了一种可转移的合成途径。


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