Устойчивость твердых атомарных фаз азота при нормальном давлении

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Доступ платный или только для подписчиков

Аннотация

В рамках теории функционала плотности для энергонасыщенных твердых атомарных фаз азота, которые предсказываются теорией динамически устойчивыми при нормальном давлении, впервые исследованы вопросы устойчивости к формированию вакансий в объеме структуры и возможность реализации стабильной поверхности. Показано, что фазы с симметриями кристаллической решетки P 62c и Pccn являются неустойчивыми к формированию вакансий при нормальном давлении. Фазы R3 и P 21 устойчивык формированию вакансий, однако поверхность таких структур вносит неустойчивость, вызывающую их переход из твердого атомарного метастабильного состояния в молекулярное. Гош фаза азота с симметрией кристаллической решетки I 213 является устойчивой к рассмотренным структурным возмущениями является наиболее перспективной для экспериментального синтеза при нормальном давлении.

Об авторах

К. С Гришаков

Национальный исследовательский ядерный университет “МИФИ”; Научно-исследовательский институт проблем развития научно-образовательного потенциала молодежи

Email: ksgrishakov@mephi.ru

Н. Н Дегтяренко

Национальный исследовательский ядерный университет “МИФИ”

Автор, ответственный за переписку.
Email: ksgrishakov@mephi.ru

Список литературы

  1. K. S. Grishakov and N. N. Degtyarenko, Phys. Chem. Chem. Phys. 24, 8351 (2022).
  2. Y. Ma, A. R. Oganov, Z. Li, Y. Xie, and J. Kotakoski, Phys. Rev. Lett. 102, 065501 (2009).
  3. D. Laniel, B. Winkler, T. Fedotenko, A. Pakhomova, S. Chariton, V. Milman, V. Prakapenka, L. Dubrovinsky, and N. Dubrovinskaia, Phys. Rev. Lett. 124, 216001 (2020).
  4. D. Tomasino, M. Kim, J. Smith, and C.-S. Yoo, Phys. Rev. Lett. 113, 205502 (2014).
  5. D. Laniel, G. Geneste, G. Weck, M. Mezouar, and P. Loubeyre, Phys. Rev. Lett. 122, 066001 (2019).
  6. M. I. Eremets, A. G. Gavriliuk, N. R. Serebryanaya, I. A. Trojan, D. A. Dzivenko, R. Boehler, H. K. Mao, and R. J. Hemley, J. Chem. Phys. 121, 11296 (2004).
  7. M. I. Eremets, A. G. Gavriliuk, I. A. Trojan, D. A. Dzivenko, and R. Boehler, Nat. Mater. 3, 558 (2004).
  8. C. Mailhiot, L. H. Yang, and A. K. McMahan, Phys. Rev. B 46, 14419 (1992).
  9. F. Zahariev, J. Hooper, S. Alavi, F. Zhang, and T. K. Woo, Phys. Rev. B 75, 140101(R) (2007).
  10. J. Kotakoski and K. Albe, Phys. Rev. B 77, 144109 (2008).
  11. M. M. G. Alemany and J. L. Martins, Phys. Rev. B 68, 024110 (2003).
  12. W. D. Mattson, D. Sanchez-Portal, S. Chiesa, and R. M. Martin, Phys. Rev. Lett. 93, 125501 (2004).
  13. F. Zahariev, A. Hu, J. Hooper, F. Zhang, and T. Woo, Phys. Rev. B 72, 214108 (2005).
  14. A. R. Oganov and C. W. Glass, J. Chem. Phys. 124, 244704 (2006).
  15. K. Grishakov, K. Katin, M. Gimaldinova, and M. Maslov, Letters on Materials 9, 366 (2019).
  16. J. Sun, M. Martinez-Canales, D. D. Klug, C. J. Pickard, and R. J. Needs, Phys. Rev. Lett. 111, 175502 (2013).
  17. A. A. Adeleke, M. J. Greschner, A. Majumdar, B. Wan, H. Liu, Z. Li, H. Gou, and Y. Yao, Phys. Rev. B 96, 224104 (2017).
  18. S. V. Bondarchuk and B. F. Minaev, Phys. Chem. Chem. Phys. 19, 6698 (2017).
  19. K. S. Grishakov and N. N. Degtyarenko, JETP Lett. 112, 630 (2020).
  20. K. S. Grishakov and N. N. Degtyarenko, JETP Lett. 115, 422 (2022).
  21. M. V. Kondrin and V. V. Brazhkin, Nanosystems: Physics, Chemistry, Mathematics 7, 44 (2016).
  22. M. V. Kondrin and V. V. Brazhkin, Phys. Chem. Chem. Phys. 17, 17739 (2015).
  23. M. M. Maslov and K. P. Katin, Chem. Phys. Lett. 644, 280 (2016).
  24. M. M. Maslov, K. P. Katin, A. I. Avkhadieva, and A. I. Podlivaev, Russ. J. Phys. Chem. B 8, 152 (2014).
  25. K. P. Katin and M. M. Maslov, Molecular Simulation 44, 703 (2018).
  26. K. P. Katin, V. S. Prudkovskiy, and M. M. Maslov, Physica E: Low-Dimensional Systems and Nanostructures 81, 1 (2016).
  27. I. S. Novikov, K. Gubaev, E. V. Podryabinkin, and A. V. Shapeev, Machine Learning: Science and Technology 2, 025002 (2021).
  28. P. Giannozzi, S. Baroni, N. Bonini, M. Calandra, R. Car, C. Cavazzoni, and D. Ceresoli, J. Phys.: Condens. Matter 21, 395502 (2009).
  29. P. Giannozzi, O. Andreussi, T. Brumme, O. Bunau, M. B. Nardelli, M. Calandra, and R. Car, J. Phys.: Condens. Matter 29, 465901 (2017).
  30. D. R. Hamann, Phys. Rev. B: Condens. Matter Mater. Phys. 88, 085117 (2013).
  31. Q. S. Mei and K. Lu, Philosophical Magazine Letters 88, 203 (2008).
  32. Q. Wei, C. Zhao, M. Zhang, H. Yan, and B. Wei, Phys. Lett. A 383, 2429 (2019).
  33. Z. Liu, D. Li, Q. Zhuang, F. Tian, D. Duan, F. Li, and T. Cui, Commun. Chem. 3, 42 (2020).
  34. N. P. Salke, K. Xia, S. Fu, Y. Zhang, E. Greenberg, V. B. Prakapenka, J. Liu, J. Sun, and J.-F. Lin, Phys. Rev. Lett. 126, 065702 (2021).
  35. Y. Wang, M. Bykov, I. Chepkasov, A. Samtsevich, E. Bykova, X. Zhang, S. Jiang, E. Greenberg, S. Chariton, V. B. Prakapenka, A. R. Oganov, and A. F. Goncharov, Nat. Chem. 14, 794 (2022).
  36. D. Laniel, F. Trybel, Y. Yin, T. Fedotenko, S. Khandarkhaeva, and A. Aslandukov, Nat. Chem. (2023).
  37. L. Gagliardi and P. Pyykk�o, J. Am. Chem. Soc. 123, 9700 (2001).
  38. M. Straka and P. Pyykk�o, Inorg. Chem. 42, 8241 (2003).
  39. K. Ding, X. Li, H. Xu, T. Li, Z. Ge, Q. Wang, and W. Zheng, Chem. Sci. 6, 4723 (2015).
  40. L. Gagliardi and P. Pyykk�o, Theoretical Chemistry Accounts: Theory, Computation, and Modeling (Theoretica Chimica Acta) 110, 205 (2003).
  41. M. Straka, Chem. Phys. Lett. 358, 531 (2002).
  42. M.-H. V. Huynh, M. A. Hiskey, E. L. Hartline, D. P. Montoya, and R. Gilardi, Angew. Chem. 116, 5032 (2004).
  43. K. Banert, Y.-H. Joo, T.Ru� er, B. Walfort, and H. Lang, Angewandte Chemie International Edition 46, 1168 (2007).
  44. S. V. Chapyshev, Russian Chemical Bulletin 60, 1274 (2011).
  45. M. Bencha a, Z. Yao, G. Yuan, T. Chou, H. Piao, X. Wang, and Z. Iqbal, Nat.Commun. 8, 930 (2017).

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

© Российская академия наук, 2023