Ein genomischer Ansatz zur Stabilität, den elastischen und elektronischen Eigenschaften der MAX-Phasen

In dieser Studie berichten wir über eine umfassende Bewertung der elastischen und elektronischen Eigenschaften von 792 möglichen MAX (Mn+1AXn) Phasen mit n = 1–4 unter Verwendung von ab initio Methoden. Diese Kristalle werden dann basierend auf ihrer elastischen und thermodynamischen Stabilität gescreent, was zu einer umfangreichen Datenbank von 665 tragfähigen Kristallen führt. Alle experimentell verifizierten MAX-Phasen haben das Screening bestanden. Verschiedene Korrelationen unter und zwischen ihnen werden vollständig untersucht. Insbesondere werden die Schlüsselelemente in der Interdependenz zwischen den elastischen Eigenschaften zusammen mit den daraus abgeleiteten mechanischen Parametern und der elektronischen Struktur identifiziert. Eine detaillierte Analyse verschiedener Korrelationen zeigt, dass es eine klare Entsprechung zwischen dem Volumenmodul K und der Dichte der Gesamtbindungordnung (TBOD) gibt. Berechnungen zeigen einen deutlichen Unterschied zwischen Karbiden und Nitriden. Diese Datenbank wird auch verwendet, um die Wirksamkeit von Datenabbaualgorithmen für das Materialgenom zu testen. Darüber hinaus haben wir mehrere thermodynamisch stabile neue MAX-Phasen mit ungewöhnlichen mechanischen Parametern identifiziert, die noch nie im Labor synthetisiert oder theoretisch untersucht wurden. Die vollständige Datenbank über die elastische und elektronische Struktur zusammen mit den mechanischen Parametern für diese 665 MAX-Phasenverbindungen ist in den ergänzenden Materialien enthalten und vollständig zugänglich.