Wベースの原子ラミネートとその2D誘導体W1.33C MXeneの空孔秩序

要約 原子レベルでの構造設計は、ハイブリッドMAX相およびそのMXeneの新しい化学を提供することができます。ここでは、密度汎関数理論を使用して、面内化学秩序を持つ四元i‐MAX相の相安定性を予測します。一般的な化学式(W 2/3 M 2 1/3 ) 2 ACにおいて、M 2 = Sc, Y (W) で、A = Al, Si, Ga, Ge, In, Snです。18以上の組成を調査した結果、単斜晶C2/c構造を持つものは2つだけが安定と予測され、実際に存在が確認されました：(W 2/3 Sc 1/3 ) 2 AlCおよび(W 2/3 Y 1/3 ) 2 AlCです。これらの3DラミネートからAlおよびSc/Y原子を選択的にエッチングすることで、秩序した金属二空孔を持つW 1.33 CベースのMXeneシートが得られます。電気化学実験を用いることで、このMXeneが水素発生反応の新しい、有望な触媒であることが示されました。一つの元素WをMAX相を形成することが知られているM元素の安定群に加えること、および純粋なWベースのMXeneの合成は、i‐MAX相のエッチングが新しいMXene化学を創出するための実行可能な経路であることを確立します。これは、MXeneの特性をさまざまな用途に合わせて調整する可能性を必然的に高める事実です。