Understanding the Role of Atomic Vacancies in the Stability and Hardening of Cubic Tungsten and Molybdenum Nitrides

材料科学 化学物理 氮化物 硬化(计算) 化学计量学 碳化物 空位缺陷 凝聚态物理 格子(音乐) 结晶学 纳米技术 化学 冶金 物理化学 物理 声学 图层(电子)
作者
Yuchen Xiao,Zhilin Han,Guojun Zhang,Yongcheng Liang
出处
期刊:Journal of Physical Chemistry C [American Chemical Society]
卷期号:127 (47): 22984-22991 被引量:1
标识
DOI:10.1021/acs.jpcc.3c06528
摘要

The experimentally reported cubic WN and MoN materials are of great technological and fundamental importance, but their structural stabilities and chemical compositions have generated increasing controversy, which has impeded an in-depth understanding of their structure–property relationships. Here, we show by first-principles calculations that the stoichiometric WN and MoN phases with the cF8 structure are thermodynamically, dynamically, and mechanically unstable, but the presence of disordered atomic vacancies not only restores the lattice stability but also causes an anomalous hardening phenomenon. Most remarkable is that the simultaneous 25% ordered metal and nonmetal vacancies in the cF8 structure lead to the formation of the highly stable and hard cP6 type. We demonstrate that such unusual behaviors originate from the presence of two kinds of bands near the Fermi level that respond oppositely to the stability and hardness of the cF8 structure. The present study reconciles the seemingly inconsistent theoretical and experimental results and provides an effective design mechanism for functional carbides and nitrides by tuning deficiency populations.

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
华仔应助hyc采纳,获得10
刚刚
披萨好吃酱完成签到,获得积分10
刚刚
刚刚
PQJ1109发布了新的文献求助10
1秒前
AllRightReserved应助1501929468采纳,获得10
1秒前
1秒前
1秒前
2秒前
mark完成签到,获得积分10
2秒前
2秒前
颜凡桃发布了新的文献求助10
2秒前
聪明三德完成签到,获得积分10
2秒前
汉堡包应助Dzexin采纳,获得10
2秒前
3秒前
hhh完成签到 ,获得积分10
3秒前
你是我的我是你的谁完成签到,获得积分20
3秒前
Dora发布了新的文献求助10
3秒前
3秒前
4秒前
充电宝应助梁晓雯采纳,获得10
4秒前
夏初序完成签到,获得积分20
4秒前
4秒前
4秒前
5秒前
领导范儿应助Hadara采纳,获得10
5秒前
5秒前
6秒前
眨眨眼完成签到,获得积分10
6秒前
6秒前
顾矜应助疯狂吃辣采纳,获得30
6秒前
7秒前
7秒前
Owen应助呆呆采纳,获得10
7秒前
7秒前
岑岑发布了新的文献求助10
7秒前
乐乐应助玉梅采纳,获得10
7秒前
chv发布了新的文献求助10
7秒前
mark发布了新的文献求助10
8秒前
8秒前
sy发布了新的文献求助10
9秒前
高分求助中
Adhesion Science: Principles & Practice 1234
Cold War Transcended: Australia's China Policy, 1949-1990 998
Signals, Systems, and Signal Processing 610
Fundamentals of Pharmaceutical and Biologics Regulations: A Global Perspective, Second Edition 600
Testimonial Injustice and Trust 510
Burger's Medicinal Chemistry and Drug Discovery 400
Fundamentals of Body MRI 3rd Edition 400
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 物理 内科学 复合材料 催化作用 物理化学 光电子学 电极 细胞生物学 基因 无机化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6642073
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8399031
关于积分的说明 17960261
捐赠科研通 5830832
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2968442
邀请新用户注册赠送积分活动 1943391
关于科研通互助平台的介绍 1860056