Issledovanie stabil'nosti, strukturnogo i magnitnogo uporyadocheniya v magnitnom MXene (Cr1−xFex)3C2

Cover Page

Cite item

Full Text

Abstract

В данной работе в рамках первопринципных расчетов и кластерного приближения проведен анализ термодинамической стабильности, магнитных и электронных свойств нового 2D магнитного соединения (Cr1−xFex)3C2 из семейства MXeнов. Предложена наиболее стабильная структура и магнитная конфигурация (Cr1−xFex)3C2, в том числе с учетом функционализации поверхности фтором и кислородом. Впервые обнаружен стабильный и перспективный для синтеза ферримагнитный MXен (Cr1/3Fe2/3)3C2 с большим магнитным моментом на ячейку, как в чистом виде, так и при функционализации его поверхности фтором.

References

  1. Y. Gogotsi and B. Anasori, ACS Nano 13, 8491 (2019).
  2. W. Hong, B. C. Wyatt, S. K. Nemani, and B. Anasori, MRS Bull. 45(10), 850 (2020); https://doi.org/10.1557/mrs.2020.251.
  3. B. Anasori, Y. Xie, M. Beidaghi, J. Lu, B. C. Hosler, L. Hultman, P. R. C. Kent, Y. Gogotsi, and M. W. Barsoum, ACS Nano 9, 9507 (2015).
  4. B. Anasori, C. Shi, E. J. Moon, Y. Xie, C. A. Voigt, P. R. C. Kent, S. J. May, S. J. L. Billinge, M. W. Barsoum, and Y. Gogotsi, Nanoscale Horizons 1, 227 (2016).
  5. C. Si, J. Zhou, and Z. Sun, ACS Appl. Mater. Interfaces 7, 17510 (2015).
  6. M. Khazaei, M. Arai, T. Sasaki, C. Y. Chung, N. S. Venkataramanan, M. Estili, Y. Sakka, and Y. Kawazoe, Adv. Function. Mater. 23, 2185 (2013).
  7. J. He, P. Lyu, and P. Nachtigall, J. Mater. Chem. C 4, 11143 (2016).
  8. J. Yang, M. Naguib, M. Ghidiu, L. M. Pan, J. Gu, J. Nanda, J. Halim, Y. Gogotsi, and M. W. Barsoum, J. Am. Ceram. Soc. 99, 660 (2016).
  9. Z. Shen, Z. Wang, M. Zhang, M. Gao, J. Hu, F. Du, Y. Liu, and H. Pan, Materialia 1, 114 (2018).
  10. D. Pinto, B. Anasori, H. Avireddy, C. E. Shuck, K. Hantanasirisakul, G. Deysher, J. R. Morante, W. APorzio, H. N. Alshareef, and Y. Gogotsi, J. Mater. Chem. A 8, 8957 (2020).
  11. S. Yazdanparast, S. Soltanmohammad, A. Fash-White, G. Tucker, and G. L. Brennecka, ACS Appl. Mater. Interfaces 12, 20129 (2020).
  12. M. Naguib, M. W. Barsoum, and Y. Gogotsi, Adv. Mater. 33, 2103393 (2021).
  13. L. Li, Comput. Mater. Sci. 124, 8 (2016).
  14. R. Meshkian, Q. Tao, M. Dahlqvist, J. Lu, L. Hultman, and J. Rosen, Acta Mater. 125, 476 (2017).
  15. K. Hantanasirisakul, B. Anasori, S. Nemsak, J. L. Hart, J. Wu, Y. Yang, R. V. Chopdekar, P. Shafer, A. F. May, E. J.Moon, J. Zhou, Q. Zhang, M. L. Taheri, S. J. May, and Y. Gogotsi, Nanoscale Horizons 5, 1557 (2020).
  16. T. L. Tan, H. M. Jin, M. B. Sullivan, B. Anasori, and Y. Gogotsi, ACS Nano 11, 4407 (2017).
  17. Y. Yue, Journ. Magn. Magn. Mater. 434, 164 (2017).
  18. E. M. Agapov, I. A. Kruglov, and A. A. Katanin, 2D Mater. 11, 025001 (2024).
  19. J. M. Sanchez, F. Ducastelle, snd D. Gratias, Physica 128A, 334 (1984).
  20. D. De Fontaine, Physics 47, 33 (1994).
  21. J. Yang, X. Zhou, X. Luo, S. Zhang, and L. Chen, Appl. Phys. Lett. 109, 203109 (2016).
  22. J. Yang, S. Zhang, A. Wang, R. Wang, C. .K. Wang, G. P. Zhang, and L. Chen, Nanoscale 10, 19492 (2018).
  23. G. Kresse and J. Furthmuller, Phys. Rev. B 54, 11169 (1996).
  24. P. E. Blochl, Phys. Rev. B 50, 17953 (1994).
  25. G. Kresse and D. Joubert, Phys. Rev. B 59, 1758 (1999).
  26. P. Perdew, K. Burke, and M. Ernzerhof, Phys. Rev. Lett. 77, 3865 (1996).
  27. H. J. Monkhorst and J. D. Pack, Phys. Rev. B 13, 5188 (1976).
  28. S. Steiner, S. Khmelevskyi, M. Marsman, and G. Kresse, Phys. Rev. B 93, 224425 (2016).
  29. S. Bae, Y.-G. Kang, M. Khazaei, K. Ohno, Y.-H. Kim, M. J. Han, K. J. Chang, and H. Raebiger, Materials Today Advances 9, 100118 (2021).

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download

Copyright (c) 2025 Российская академия наук

Согласие на обработку персональных данных

 

Используя сайт https://journals.rcsi.science, я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных») даю согласие на обработку персональных данных на этом сайте (текст Согласия) и на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика» (текст Согласия).