A synergetic stabilization and strengthening strategy for two-dimensional ordered hybrid transition metal carbides
Notice bibliographique
Résumé
Two-dimensional (2D) transition metal carbides (MXenes) exhibit excellent thermodynamic stability and remarkable mechanical strength and flexibility, as well as rich functionality, which attract considerable interest due to their potential application for high-performance flexible and stretchable devices. However, premature phonon instability of some non-hybrid MXenes was recently found to intrinsically limit their strength and flexibility, evoking passionate curiosity in pursuing an effective solution for more impressive mechanical properties. In this work, on the basis of an alloying strengthening mechanism, a combinational strategy is proposed to build ordered hybrid M2''M'C2O2 (M'' = Mo, W; M' = Ti, Zr, Hf) with remarkable dynamic stability and superior mechanical properties by hindering the premature phonon instability originating from the outer transition metals. By means of comprehensive screening, symmetrical-Mo2TiC2O2 is interestingly found to possess excellent stability at equilibrium and outstanding tolerance to phonon instability during straining compared to its Ti counterpart, being attributed to the character of the robust Mo-dz2 and O-pz hybridization. Although similar optical phonon soft modes appear in Ti3C2O2 and Mo2TiC2O2 under multiple loadings, the latter is much stiffer during straining. An in-depth analysis of deformed electronic structures reveals that a strain-induced increasing density of states in the vicinity of the Fermi level mainly composed of Mo-dz2 states facilitates the fatal phonon softening in Mo2TiC2O2 under biaxial tension, while differing from the mechanical instability in Ti3C2O2 triggered by a Peierls transition. Our findings provide a novel stabilization and strengthening strategy for 2D materials, and pave a new way for searching for 2D material candidates in designing flexible devices.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction distillée sur la base complète
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 | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| 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 ».