Synthesis of Binary Transition Metal Nitrides, Carbides and Borides from the Elements in the Laser-Heated Diamond Anvil Cell and Their Structure-Property Relations

Friedrich, Alexandra; Winkler, Björn; Juarez‐Arellano, Erick A.; Bayarjargal, Lkhamsuren

doi:10.3390/ma4101648

Cited by 106 publications

(62 citation statements)

References 181 publications

(243 reference statements)

Supporting

Mentioning

Contrasting

Unclassified

Order By: Relevance

“…Another type includes the compounds formed by light elements (B, C, and N) and heavy transition metals (e.g., [671]). The metals of high valence electron density provide high incompressibility, while light elements enable directional covalent bonds to form.…”

Section: Superhard Materialsmentioning

confidence: 99%

High-pressure studies with x-rays using diamond anvil cells

2016

View full text Add to dashboard Cite

Pressure profoundly alters all states of matter. The symbiotic development of ultrahighpressure diamond anvil cells, to compress samples to sustainable multi-megabar pressures; and synchrotron x-ray techniques, to probe materials' properties in situ, has enabled the exploration of rich high-pressure (HP) science. In this article, we first introduce the essential concept of diamond anvil cell technology, together with recent developments and its integration with other extreme environments. We then provide an overview of the latest developments in HP synchrotron techniques, their applications, and current problems, followed by a discussion of HP scientific studies using x-rays in the key multidisciplinary fields. These HP studies include: HP x-ray emission spectroscopy, which provides information on the filled electronic states of HP samples; HP x-ray Raman spectroscopy, which probes the HP chemical bonding changes of light elements; HP electronic inelastic x-ray scattering spectroscopy, which accesses high energy electronic phenomena, including electronic band structure, Fermi surface, excitons, plasmons, and their dispersions; HP resonant inelastic x-ray scattering spectroscopy, which probes shallow core excitations, multiplet structures, and spin-resolved electronic structure; HP nuclear resonant x-ray spectroscopy, which provides phonon densities of state and time-resolved Mössbauer information; HP x-ray imaging, which provides information on hierarchical structures, dynamic processes, and internal strains; HP x-ray diffraction, which determines the fundamental structures and densities of single-crystal, polycrystalline, nanocrystalline, and non-crystalline materials; and HP radial x-ray diffraction, which yields deviatoric, elastic and rheological information. Integrating these tools with hydrostatic or uniaxial pressure media, laser and resistive heating, and cryogenic cooling, has enabled investigations of the structural, vibrational, electronic, and magnetic properties of materials over a wide range of pressure-temperature conditions.

show abstract

Section: Superhard Materialsmentioning

confidence: 99%

High-pressure studies with x-rays using diamond anvil cells

2016

View full text Add to dashboard Cite

show abstract

“…Далее, так как синтезированные карбиды тяжелых 4d-, 5d-металлов синтезируются и исследуются в каче-стве поликристаллической керамики [1,[6][7][8][9][10]29], полезно оценить упругие параметры для поликристаллических M 2 C. Для этой цели широко используется приближение Фойгта−Реусса−Хилла (VRH) [41] в пределе нулевой пористости M 2 C керамики. Таким образом, модули сжа-…”

Section: дв суетин ир шеинunclassified

Электронная структура, механическая и динамическая стабильность гексагональных субкарбидов M-=SUB=-2-=/SUB=-C (M = Tc, Ru, Rh, Pd, Re, Os, Ir, Pt): ab initio расчеты

Suetin¹,

Shein²

2018

Физика Твердого Тела

View full text Add to dashboard Cite

Физика твердого тела, 2018, том 60, вып Посредством ab initio расчетов были изучены свойства серии гексагональных (Fe 2 N-подобных) суб-карбидов M 2 C, где M = Tc, Ru, Rh, Pd, Re, Os, Ir, Pt, и рассчитаны их равновесные структурные параметры, электронные свойства, фазовая стабильность, константы упругости, модули сжатия, сдвига и Юнга, сжимаемость, индикатор Пуга, коэффициент Пуассона, индексы упругой анизотропии, а также твердость, температура Дебая, скорости звука, низкотемпературная теплоемкость. На основании полученных данных установлено, что все эти субкарбиды механически устойчивы, однако их энергии формирования E form относительно смеси d-металла и графита положительны. Кроме того, расчет фононных спектров этих субкарбидов показал наличие отрицательных мод, что указывает на их динамическую нестабильность. Таким образом, успешный синтез данных карбидов при нормальных условиях маловероятен.

show abstract

“…The proposed stoichiometries were based on the known Re nitrides and common 4d or 5d TM compounds [6,16]. We have updated a full-scale zero-temperature Tc-N phase diagram at moderate low pressures from 0 to 60 GPa, in favor of further highpressure experimental synthesis.…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%