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理学院张淼教授课题组研究成果发表在《物理评论B》

发布日期:2023-04-24    作者:寇春雷     来源:     点击:

日前,北华大学理学院张淼教授课题组在具有立方金刚石结构的超硬BC2N结构设计研究中获得新进展。相关研究成果以“Superhard BC2N in cubic diamondlike structure”为题,于202343日发表于美国物理学会著名学术期刊《物理评论B (Physics Review B)上。《Physical Review B》是由美国物理学会(American Physical Society)主办的学术期刊之一,是凝聚态物理方面最有影响力和最权威的期刊之一,是自然指数(Nature Index)收录的全球82个顶级期刊之一。

2001Solozhinko等人在高温高压下以类石墨BC2N为前驱物,成功合成硬度达到55 - 76 GPa的立方相BC2N以来,人们一直没有停止对其内部晶体结构的探索。遗憾的是,其立方相BC2N的晶体结构问题一直没有解决。在本工作中,课题组从理论上设计了具有立方相的BC2N(命名为dia-BC2N,其XRD与实验数据相吻合得非常好。 dia-BC2N是一种是带隙宽度为3.8 eV的直接带隙半导体,其硬度可达77 GPa,是潜在的超硬材料,该工作解决了困扰多年的立方BC2N相的结构难题,为日后进一步解决其它 B-C-N 化合物的晶体结构奠定了理论基础,同时也对超硬材料领域的发展起到了一定的推动作用。

北华大学理学院的王星宇同学为本文的第一作者,北华大学理学院张淼教授和吉林大学物理学院计算方法与软件国际中心刘寒雨教授为通讯作者。该工作得到了吉林省科技发展联合基金项目(YDZJ202201ZYTS581)和北华大学研究生创新计划项目(北华研创合字[2022039)的资助。

论文全文链接:https://doi.org/10.1103/PhysRevB.107.134101