Phonon-mediated stabilization and softening of 2D transition metal carbides: case studies of Ti<sub>2</sub>CO<sub>2</sub> and Mo<sub>2</sub>CO<sub>2</sub>
Notice bibliographique
Résumé
Two-dimensional transition metal carbides (MXenes) exhibit excellent thermodynamic stability, mechanical strength and flexibility, which make them promising candidates in flexible devices and reinforcements in nanocomposites. However, the dynamic stability may intrinsically determine the preferred adsorption sites of functional groups in MXenes and lead to premature failure under finite strain before approaching the elastic limits. It is found interestingly that different adsorption sites of the functional groups correspond to the different phonon stabilities and adsorption energies of MXenes, which can be attributed to different hybridization characteristics between the metal-d and O-pz states and delocalized electron behaviors around the metal atoms. Although both Ti2CO2 and Mo2CO2 possess high ideal strengths and superior flexibility, the premature phonon instabilities appear unexpectedly in distinct manners before approaching their elastic limits. An in-depth exploration of the soft modes and deformed electronic structures reveals that a continuously decreasing gap-opening at the Γ point in Ti2CO2 increases after in-plane phonon instability due to the pseudo Jahn-Teller effect, differing from the out-of-plane phonon instability and semiconductor-metal transition under biaxial tension observed in MoS2. Although Mo2CO2 shows similar failure modes to graphene under uniaxial/biaxial tensions, the band crossings around the Fermi level are found to be responsible for its metallic character and elastic/phonon instabilities by modifying the elastic energy or electronic band energy, different from the gap opening appearing in graphene. Our results shed light onto the profound effect of the phonon instability on the preferable structure and strengths of MXenes, providing theoretical guidance on designing flexible MXene devices, raising a great challenge to the conventional strengthening theory by simply counting bonds.
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Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.
Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,002 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,002 |
| Communication savante | 0,000 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule tête enseignante, pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».