Nature子刊:科学家找到合成金属氮化物的新方法
文章来源：未知 更新时间：2018-08-01 09:43:06
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图示为铁氮化合物的晶体结构。橙色和蓝色的球分别代表Fe和N原子。 a：50GPa压强下的Fe3N2分子结构 该结构由四边形面顶三棱柱FeN7构成，它们通过共享三角形面和边来相互连接。 b：50GPa压强下的FeN分子结构，与NiAs结构类似。 c：58GPa压强下的FeN2分子结构，表现为FeN6正八面体结构，它们通过无限链将相同的边连接起来并沿c轴排列。这些链通过共同的顶点相互连接。N-N键提供FeN6八面体之间的附加连接。 d：135GPa压强下的FeN4分子结构。在FeN4的结构中，每个Fe原子都是两个非平面五元FeN4金属环的成员，它们几乎平行于(1-10)晶面。氮原子沿着c轴方向形成无限的锯齿链
莫斯科国立科技大学的科学家与拜罗伊特大学（德国）、明斯特大学(德国)、芝加哥大学(美国)和林雪平大学(瑞典)的同事们共同创造了一种氮化物，这是一种以前认为不可能获得的材料。更令人惊讶的是，他们已经证明，这种材料可以通过一种非常简单的方法来直接合成。有关此次颠覆性研究成果的文章发表在自然通讯和国际版的德国应用化学期刊中。
氮化物在超硬涂层和电子产品中具有积极地应用。通常，这些材料的含氮量很低，并且由于氮键能量太高使其很难超过过渡金属的水平。
研究人员选择铼铁混合实验很好地体现了这个问题。因此，他们决定将实验条件从大气压转变为超高压状态。
“使用这种方法来创造新的高质量材料将会是最有希望的途径之一，它给了我们极好的机会。例如众所周知的人造钻石和立方氮化硼(CBN)等都能以一种自然的形式存在。而我们的目标就是有意识地创造本不可能制造的材料。”莫斯科国立科技大学新材料建模和开发实验室负责人Igor Abrikosov评论道。
根据Abrikosov的说法：实验几乎立即产生了效果，将氮与过渡金属一起放置在金刚石压腔中后，在高压下就能直接合成。
Abrikosov补充说：氮化铼具有很低的压缩率，因此它具有很高的机械特性和超高硬度。这将在提高切削工具的质量等方面发挥重要的作用。
Abrikosov说：研究小组稍后将阐明这些材料是超导体还是磁铁，以及它们是否适合制作自旋电子元件。
它们的这些反向推理需要更多的实验设备来进一步验定。这些设备已经在建设中，并且很可能在明年就会取得成果。
如果研究小组证实了所预测的超硬度性能，那么未来5年内，我们将能够在商业领域中使用到这种“不可能”材料。
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