过渡金属(W、Mo、Nb、Fe、Ni)掺杂Cr_2N的结构稳定性及电子特性

采用基于密度泛函理论的第一性原理方法,对未掺杂Cr_2N及掺杂过渡金属W、Mo、Nb、Fe、Ni于Cr_2N超晶胞形成的Cr23MN12(M=W,Mo,Nb,Fe,Ni)的结构稳定性及电子特性进行研究。从形成热和结合能来看,W、Mo、Nb、Fe和Ni替换Cr掺杂到Cr_2N超晶胞中均可形成稳定结构Cr23MN12(M=W,Mo,Nb,Fe,Ni)复合氮化物。在所有掺杂元素中,Nb最容易掺杂于Cr_2N中形成Cr23NbN12复合氮化物,而W、Mo掺杂后形成的Cr23WN12、Cr23MoN12具有更高的稳定性,这是W-5d、Mo-4d和N-2p轨道耦合产生的影响。Fe、Ni掺杂后形成的Cr23FeN12和Cr23NiN12复合氮化物稳定性降低,主要是由于N原子中电荷转移给了Fe、Ni,而使得Cr23FeN12和Cr23NiN12复合氮化物电化学活性增强。

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本文档关键词:掺杂,特性,金属,过渡,电子