Elucidating the Chemical Order and Disorder in High-Entropy MXenes: A High-Throughput Survey of the Atomic Configurations in TiVNbMoC3 and TiVCrMoC3

MXenes公司 最大相位 材料科学 化学 化学物理 纳米技术 碳化物 复合材料
作者
Zhidong Leong,Hongmei Jin,Zicong Marvin Wong,Kartik Nemani,Babak Anasori,Teck Leong Tan
出处
期刊:Chemistry of Materials [American Chemical Society]
卷期号:34 (20): 9062-9071 被引量:20
标识
DOI:10.1021/acs.chemmater.2c01673
摘要

Expanding the MXene design space from ordered and random double-transition-metal (DTM) MXenes to include high-entropy (HE) MXenes with four or more principal elements enables a powerful approach for enhancing MXene properties. While many DTM MXenes possess unique structures that strongly influence material properties, HE MXenes are largely unknown because they are only recently synthesized. Since certain combinations of transition metals (TMs), e.g., Mo-Ti and Cr-Ti, lead to ordered DTM MXene phases, where Mo/Cr atoms occupy the outer TM layers and Ti atoms occupy the inner layers, it is critical to investigate any possibilities of TM segregation in the atomic layers of HE MXenes. Therefore, we present a high-throughput first-principles study of the atomic configurations of two recently synthesized HE M4C3 MXenes: TiVNbMoC3 and TiVCrMoC3. Combining density functional theory, cluster expansion, and Monte Carlo simulations, we predict a unique preferential occupancy of the TM atoms in the four layers within the single-phase HE MXenes, even at temperatures as high as 2900 K. Across a wide compositional range, the outer (inner) layers are predominantly occupied by two of the four TM elements, with Cr most preferentially occupying the outer layers, followed by Mo, V, Nb, and Ti. The strong compositional dependence of the interlayer segregation highlights the HE MXenes' tunability. Within each TM layer, the atoms largely form a solid solution, with a tendency for Nb-V separation at lower temperatures. Our results elucidate the chemical order and disorder in HE MXenes, guiding experiments in designing MXenes with enhanced properties within the huge compositional space.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
刚刚
dilli完成签到 ,获得积分10
刚刚
cwy发布了新的文献求助10
2秒前
wz发布了新的文献求助10
2秒前
balzacsun发布了新的文献求助10
4秒前
JamesPei应助星星采纳,获得10
4秒前
5秒前
5秒前
laodie完成签到,获得积分10
6秒前
彭于晏应助ipeakkka采纳,获得10
6秒前
6秒前
敏感的芷发布了新的文献求助10
6秒前
susan发布了新的文献求助10
6秒前
7秒前
李爱国应助轻松的贞采纳,获得10
7秒前
wz完成签到,获得积分10
8秒前
子川完成签到 ,获得积分10
8秒前
怕孤独的鹭洋完成签到,获得积分10
8秒前
9秒前
耍酷的夏云完成签到,获得积分10
9秒前
laodie发布了新的文献求助10
10秒前
10秒前
小达完成签到,获得积分10
10秒前
nenoaowu发布了新的文献求助10
10秒前
文章要有性价比完成签到,获得积分10
11秒前
俏皮半烟完成签到,获得积分10
11秒前
Aki发布了新的文献求助10
11秒前
111完成签到,获得积分10
13秒前
耗尽完成签到,获得积分10
13秒前
烂漫驳发布了新的文献求助10
15秒前
轻松的贞完成签到,获得积分10
16秒前
李健应助balzacsun采纳,获得10
17秒前
轻松的悟空完成签到 ,获得积分10
19秒前
susan完成签到,获得积分10
20秒前
0029完成签到,获得积分10
22秒前
Aki完成签到,获得积分10
22秒前
22秒前
23秒前
24秒前
25秒前
高分求助中
Continuum Thermodynamics and Material Modelling 3000
Production Logging: Theoretical and Interpretive Elements 2700
Ensartinib (Ensacove) for Non-Small Cell Lung Cancer 1000
Unseen Mendieta: The Unpublished Works of Ana Mendieta 1000
Bacterial collagenases and their clinical applications 800
El viaje de una vida: Memorias de María Lecea 800
Luis Lacasa - Sobre esto y aquello 700
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 生物 医学 工程类 有机化学 生物化学 物理 纳米技术 计算机科学 内科学 化学工程 复合材料 基因 遗传学 物理化学 催化作用 量子力学 光电子学 冶金
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3527990
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3108173
关于积分的说明 9287913
捐赠科研通 2805882
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1540119
邀请新用户注册赠送积分活动 716941
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 709824