新型MAX相硼化物M2SB（M = Zr、Hf和Nb）与传统MAX相碳化物M2SC（M = Zr、Hf和Nb）的物理性能比较：全面的见解

最近预测的三元硼化物Hf3PB4：对这种可能最硬的硼化物MAX相的物理性质的了解

Recently predicted ternary boride Hf3PB4: Insights into the physical properties of this hardest possible boride MAX phase

在这项工作中，我们已经探索通过第一性原理研究的机械性能，包括维氏硬度和机械各向异性，电子电荷密度分布，费米面，热力学和光学性能的最近预测的最大相硼化物Hf 3 PB 4的第一次。计算得到的优化晶胞的晶格常数与预测值一致。比较了Hf 3 PB 4硼化物与现有MAX相的C44、B、G、Y、Hmacro和Hmicro等力学性能。迄今为止合成的MAX化合物中没有一种具有比预测的Hf 3 PB 4纳米层压物更高的Hmacro和/或Hmicro。刚度常数（Cij）的计算表明Hf 3 PB 4是机械稳定的。用态密度（DOS）和电荷密度图（CDM）解释了异常高的弹性模量和硬度参数值。Hf_3PB_4的高硬度是由于晶体中B原子的加入而产生的，这导致了晶体中强的B-B共价键。利用能带结构和态密度计算证实了Hf-5d态对费米能级附近电子态的主要贡献。计算了Hf_3PB_4的德拜温度、最小热导率、Gruneisen参数和熔化温度等重要的热学参数。已经发现，Hf 3 PB 4的估计熔化温度也是所有MAX相纳米叠层中最高的。重要的光学常数进行了详细的计算和分析，并讨论了它们在光电子领域的可能应用。根据C44、Hmacro和Hmicro的值，我们的研究表明Hf 3 PB 4有可能是已知最硬的MAX相。

预测的MAX相硼化物Hf2AB（A = Pb，Bi）的物理性质：一个DFT洞察

Physical properties of predicted MAX phase borides Hf2AB (A = Pb, Bi): a DFT insight

我们用密度泛函理论研究了最近预测的MAX相硼化物Hf_2AB（A = Pb，Bi），首次研究了它的力学、电学、热学和光学性质。计算结果与文献值吻合较好，证实了计算结果的准确性。刚度常数（Cij）证明了所有标题化合物的机械稳定性。通过考虑体积模量、剪切模量、杨氏模量以及硬度参数，仔细研究了其力学行为。Hf_2AB（A = Pb，Bi）硼化物的脆性也得到了证实。电子能带结构和态密度（DOS）揭示了标题材料的金属行为。通过考虑沿不同方向的能量色散，揭示了电导率的各向异性。用Hf_2AB（A = Pb，Bi）的总态密度解释了维氏硬度的变化。还研究了各相的力学性能的各向异性性质。同时，还利用德拜温度、最小热导率和Grüneisen参数等重要工艺参数对材料的热性能进行了评价。通过研究Hf_2AB（A = Pb，Bi）的反射率，评价了Hf_2AB作为镀膜材料的可能性。

212 MAX相硼化物Zr2AB2（A = In，Tl）热机械性能增强的从头算研究

Enhanced thermo-mechanical properties of 212 MAX phase borides Zr2AB2 (A = In, Tl): an ab-initio understanding

MAX相硼化物的发现为材料科学界的研究增添了新的维度。本文对新近发现的MAX相硼化物Zr_2AB_2（A = In，Tl）进行了第一性原理研究。计算得到的晶格常数和晶胞体积与前人的研究结果一致。考察了标题化合物的动力学和机械稳定性。刚度常数，弹性模量，硬度参数，脆性和各向异性指数的基本见解。基于Mulliken布居分析和电荷密度图（CDM）解释了这些力学性能的变化。通过电子能带结构和态密度（DOS）研究了Zr_2AB_2（A = In，Tl）的电子性质，证实了Zr_2AB_2的金属性质。沿c方向的低色散能带证实了电导率的各向异性。DOS分析表明，Zr-d轨道对电导率的贡献占主导地位，In/Tl-p态在费米能级上的贡献很小。计算了德拜温度（θ D）、最小热导率（Kmin）、Gruneisen参数和熔化温度（Tm）。与Zr_2AC（A = In，Tl）相比，Zr_2AB_2（A = In，Tl）具有更高的θ-D和Tm值以及更低的Kmin值。此外，还计算了比热容、热膨胀系数和不同的热力学势函数。的光学常数进行了研究，以揭示其可能的应用目的的相关性。反射率光谱揭示了Zr_2AB_2（A = In，Tl）作为覆盖材料减少太阳加热的适用性。将所研究的Zr_2AB_2（A = In，Tl）的物理性质与其他相关的212和211 MAX相纳米层压材料的物理性质进行了比较。

钙钛矿硼化物RRh3B（R = Y，Zr，Nb）的力学、热学和光学性质

Mechanical, thermal and optical properties of perovskite borides RRh3B(R = Y, Zr, and Nb)

本文采用平面波赝势方法对RRh 3B（R = Y，Zr和Nb）的结构、弹性、Peierls应力、热力学和光学性质进行了从头算密度泛函理论（DFT）计算.与层状MAX相的选择相比，该材料具有更好的延展性，但各向异性很强，特别是在NbRh 3B中。Peierls应力比MAX阶段大约3-4倍，表明位错运动可能随之发生，但与MAX阶段相比发生率大大降低。的体积模量，比热，热膨胀系数，和德拜温度的温度和压力的依赖关系的计算第一次为两个三个化合物使用准谐波德拜模型与声子效应的高温和高压。所得到的结果进行了讨论相比，其他相关化合物的行为。进一步讨论了首次得到的光学函数的性质。研究表明，在红外-紫外区的反射率高达~ 17.5 eV（YRh 3B，ZrRh 3B）和20 eV（NbRh 3B），从而显示出良好的涂层材料的前景。关键词：RRh 3B;准简谐德拜模型;热力学性质;光学性质

新型硬铬基材料的计算研究

Computational Search for Novel Hard Chromium-Based Materials

过渡金属的氮化物、碳化物和硼化物是一类有吸引力的硬质材料。我们最近对二元化合物的初步探索表明，铬基材料是最硬的过渡金属化合物之一。受此启发，在这里，我们详细探讨了二元Cr-B，Cr-C和Cr-N系统使用全局优化技术。预测材料的生成焓和硬度的计算用于帕累托优化，以定义具有最低能量的最硬材料。我们的计算恢复了所有已知的稳定化合物（除了具有大晶胞的$Cr_{23}C_6$），并发现了一个新的稳定相$Pmn2_1$ - $Cr_2C$。解析了$Cr_2N$的结构，发现它是反$CaCl_2$型（空间群Pnnm）.这些相中的许多具有显著的硬度，但只有$CrB_4$是超硬的（维氏硬度48 GPa）。在铬化合物中，硼化物通常具有最高的硬度和最大的稳定性。在压力下，我们预测稳定的TMDC类相的$Cr_2N$，WC型相的CrN，和一个新的化合物$CrN_4$。富氮氮化铬$CrN_4$是一种高能量密度材料，具有聚合氮链。在金属原子存在下，氮的聚合在低得多的压力下发生：$CrN_4$在15 GPa下变得稳定。

化学剪刀介导的层状过渡金属碳化物结构编辑

Chemical-scissor-mediated structural editing of layered transition metal carbides

针对非范德华层状材料插层难的问题，提出化学剪刀介导的MAX相及MXene结构编辑方法，可制备多种新型层状材料并实现反向转变，为层状陶瓷调控提供新途径。

M_{n+1} AX_n和二元MX过渡金属碳化物中原子热运动的中子衍射测量和第一性原理研究

Neutron Diffraction Measurements and First Principles Study of Thermal Motion of Atoms in Select M_{n+1}AX_n and Binary MX Transition Metal Carbide Phases

在这里，我们比较了在选定的三元碳化物与公式Mn+1AXn（“最大相”，M = Ti，Cr; A = Al，Si，Ge; X = C，N）的原子的热振动，确定从第一原理声子计算的高温中子粉末衍射研究。还研究了过渡金属碳化物TiC、TaC和WC，以在更简单的碳化物上测试我们的方法。良好的定性和定量的二元碳化物的预测值和实验值之间的协议。对于所研究的所有MAX相-Ti 3SiC 2、Ti 3GeC 2、Ti 2AlN、Cr2 GeC和Ti4 AlN 3-密度泛函理论计算预测，A元素以最高振幅振动，并且在基面内以较高振幅各向异性振动，这与高温中子衍射研究的早期结果一致。在某些情况下，理论和实验原子位移参数之间的绝对值存在定量差异，例如各向异性的逆转或温度相关原子位移参数的系统偏移。计算了与模式相关的Grüneisen参数，探讨了系统的非谐性。

磁性和温度对Cr，V，Al碳化物MAX相稳定性的影响

The effect of magnetism and temperature on the stability of Cr, V, Al carbide MAX phases

采用密度泛函理论第一性原理计算研究了Cr、V、Al碳化物MAX相的稳定性，这些碳化物MAX相是用于各种磁性和高温应用的感兴趣的材料。混合焓预测这些合金在0 K下不稳定。计算还预测，然而，这些阶段将热稳定的构型熵在温度远低于用于合成的值。温度Ts，低于它，他们变得不稳定被发现是相当敏感的存在下的磁矩对Cr离子，以及材料的磁秩序，除了化学顺序和组合物。考虑到磁性，对于具有化学无序的Cr和V原子的半V和半Cr，Ts的值根据理论水平估计在516 K和645 K之间，而如果限制到自旋配对，Ts下降到142 K。反铁磁自旋排列被发现在低温下是有利的，但它们很可能在合成温度下失去，并且可能在室温下也是如此。然而，反铁磁挫折和组态无序的组合应引起有趣的自旋纹理在低温下。

碳化镍弹性和压阻性质的第一性原理研究

Elastic and Piezoresistive Properties of Nickel Carbides from First-Principles

由于镍作为碳纳米管和石墨烯生长的催化剂的相关性，镍-碳系统在过去几年中受到了越来越多的关注，其中可能涉及碳化镍中间体或最终形成碳化物界面层。包含Ni $_3$ C的镍-碳复合物薄膜在机械传感应用中特别令人感兴趣。由于碳化镍的亚稳定性，形成条件以及机械和电气性能之间的耦合尚未得到很好的理解。采用第一性原理电子结构方法，计算了Ni $_3$ C、Ni $_2$ C和NiC的弹性性质，以及在机械应变下电子性质的变化。我们观察到费米能级周围的电子态密度在所考虑的高达1%的应变下不发生变化，这对应于高达3GPa的应力。Ni $_3$ C电导率的相对变化范围高达约10%的最大值。

Ti $_2$ C和Ti PDMATHAAB C $_2$ Mxenes从碳化钛体相中剥离的理论预测

Exfoliation of Ti$_2$C and Ti$_3$C$_2$ Mxenes from Bulk Phases of Titanium Carbide: A Theoretical Prediction

MXenes是一类新型的二维材料，具有多种新颖的性质，通常通过使用强化学试剂蚀刻掉A元素来从其MAX相制备。这导致MXene表面被不同的官能团钝化，如O、-OH、-F等，这在许多情况下倾向于降低它们的性能。在这项工作中，使用基于第一原理密度泛函理论的计算，我们提出了一种新的方法来合成原始的Ti $_2$ C和Ti $_3$ C $_2$ MXene从块状碳化钛与相应的化学计量。基于从我们的计算中获得的裂解能的值，我们设想原始Ti $_2$ C和Ti $_3$ C $_2$ MXenes可以使用机械或超声辅助液相剥离技术从它们的体相制备。

DFT对含硼212 MAX新相的见解：Hf2AB2（A = In，Sn）

DFT insights into new B-containing 212 MAX phases: Hf2AB2 (A = In, Sn)

212 MAX相硼化物是MAX相系列的新成员，具有增强的热机械性能。本文采用第一性原理计算研究了预测的热力学稳定MAX化合物Hf2AB2（A = In，Sn）的力学性能、维氏硬度、弹性各向异性、热性能和光学性能。结构性能与现有数据进行比较，以评估计算的有效性。利用计算得到的刚度常数（Cij），确定了Hf_2AB_2（A = In，Sn）化合物的力学稳定性。结合结合强度和电子态密度的分析，解释了Hf_2SnB_2材料力学性能和维氏硬度提高的原因。根据电荷密度分布图，Hf_2AB_2（A = In，Sn）的机械强度和维氏硬度也比Hf_2AC（A = In，Sn）高。Pugh比、Poissons比和Cauchy压力值预测了所研究化合物的脆性特征。此外，标题硼化物的各向异性的性质进行了研究的二维和三维图的弹性模量以及一些公认的各向异性指数。通过计算德拜温度、最小热导率、Grüneisen参数和熔化温度来研究热性能。Hf_2AB_2（A = In，Sn）的热性能也优于Hf_2AC（A = In，Sn）。的光学常数，如实部和虚部的介电函数，折射率，消光系数，吸收系数，光电导，反射率和损耗函数进行了研究。

费米能级工程与高熵碳化物的力学性能

Fermi Level Engineering and Mechanical Properties of High Entropy Carbides

从理论和实验两方面研究了高熵碳化物的费米能级工程和力学性能演化。高熵陶瓷中大量元素的多样性拓宽了组成空间，但也给组成选择和性能研究带来了巨大挑战。我们利用价电子浓度（VEC）描述符设计和预测高熵碳化物的性能。VEC调节费米能并系统地改变材料的成键特性。因此，机械性能随着VEC的变化而变化。在VEC 8.4处，强σ键合状态源于填充的重叠金属d和碳p轨道，这导致对剪切变形的最大抵抗力和最高硬度。超过或低于最佳VEC点8.4，机械响应由于能量轨道的填充或清空而降低，这有助于剪切变形。此外，最佳VEC点可以基于形成高熵碳化物的组成金属而移动。我们的分析表明，计算的硬度和剪切模量之间有很强的相关性。作为实验的补充，合成了一组高熵碳化物，并对其力学性能进行了研究。测得的硬度符合理论预测，在VEC 8.4时达到约30 GPa的最高硬度。相比之下，当VEC为9.4时，硬度降低50%。基于VEC设计高熵碳化物并在电子水平上理解机械性能使人们能够操纵组成谱以从化学无序晶体获得所需的机械响应。

过渡金属氮化物和碳化物弹性和电子结构的第一性原理研究进展

Trends in Elasticity and Electronic Structure of Transition-Metal Nitrides and Carbides from First Principles

用密度泛函微扰理论研究了$B_1$结构过渡金属氮化物及其碳化物的弹性性质。弹性常数的线性响应结果与数值导数法所得结果吻合良好，也与实测数据一致。我们发现以下趋势：（1）对于金属组分或如果C被N取代，体模量$B$和四元剪切模量$G^{\prime}=(C_{11}-C_{12})/2$在周期表上的上方或下方增加，晶格常数$a_{0}$减小;（2）不等式$B > G^{\prime} > G > 0$适用于$G=C_{44}$ ;（3）$G$强烈地依赖于每个晶胞的价电子数（$Z_{V}$）。从$G$作为$Z_{V}$的函数的拟合曲线，我们可以预测MoN在$B_{1}$结构中是不稳定的，并且过渡金属碳氮化物（$e.g.$ ZrC $_{x}$ N $_{1-x}$）和双过渡金属碳化物（$e.g.$ Hf $_{x}$ Ta $_{1-x}$ C）在$Z_{V} \approx 8.3$处具有最大$G$。

Al$_{1+x}$Fe$_{2-y}$M$_y$B$_2$ (M=Ag, Ni, Sb, Ga, 和 Ge) 金属间硼化物的结构与热电性能

Structural and Thermoelectric Properties of Al$_{1+x}$Fe$_{2-y}$M$_y$B$_2$ (M=Ag, Ni, Sb, Ga, and Ge) Intermetallic Borides

本研究探讨了掺杂Ag、Ni、Sb、Ga和Ge对AlFe$_2$B$_2$结构与热电性能的影响，发现Sb掺杂显著提升了Seebeck系数并降低了热导率，在773K时获得0.04的最大zT值。

Ta4AlC3 MAX相的合成、性能及热分解

Synthesis, properties and thermal decomposition of the Ta4AlC3 MAX phase

本工作描述了一种高相纯度的Ta 4AlC 3 MAX相块体陶瓷的合成路线。通过在1200-1650°C范围内对氢化钽、铝和碳粉末混合物进行热压和放电等离子体烧结来实现压力辅助致密化。通过X射线衍射和扫描电子显微镜，其特征在于作为烧结温度的函数的相存在和显微结构。在1500 ℃、30 MPa条件下热压30 min，获得了高纯α-Ta 4AlC 3。在SPS制备的样品中观察到β-Ta_4AlC_3同素异形体。测定了高纯块体试样的弹性模量、维氏硬度、抗弯强度和单边V型缺口梁断裂韧性。研究了Ta 4AlC 3在1200°C和1250°C高真空下热分解为碳化钽和铝蒸气的过程，作为制备多孔碳化钽部件的可能工艺路线。

二维碳化物和氮化物MXenes的直接合成与化学气相沉积

Direct synthesis and chemical vapor deposition of 2D carbide and nitride MXenes

本文提出通过金属与金属卤化物同石墨、甲烷或氮气反应直接合成MXenes的可扩展方法，并实现CVD生长MXene地毯及球晶状形貌，所得材料在锂离子存储中表现优异。

超越纳米层状早期过渡金属碳化物/氮化物的MAX相概念——ZIA相

Transcending the MAX phases concept of nanolaminated early transition metal carbides/nitrides -- the ZIA phases

本文提出ZIA相这一新型纳米层状金属间化合物类别，以Nb$_3$SiNi$_2$为首个候选相，揭示其与MAX相共享统一化学计量规则，从而将纳米层状晶体固体概念拓展到MAX相之外。

成分复杂陶瓷

Compositionally Complex Ceramics (CCCs): A New Paradigm in Ceramics

该研究提出将高熵陶瓷的探索扩展至成分复杂陶瓷（CCCs），指出其可通过非等摩尔设计、有序结构等调控性能，是定制材料性能的多功能平台。

三元层状MAX碳化物 Mn+1AlCn (M= Nb, Ta, n=1, 2, 3) 中的巨大自旋霍尔效应与拓扑表面态

Giant spin Hall effects and topological surface states in ternary-layered MAX carbides Mn+1AlCn (M= Nb, Ta, n=1, 2, 3)

本研究系统探讨了层状MAX碳化物Mn+1AlCn的电子结构、能带拓扑与本征自旋霍尔效应，发现Ta3AlC2具有非平庸Z2拓扑表面态，其巨大自旋霍尔角达约60%，是优异的电荷-自旋转换拓扑金属。

含硅空位的立方碳化硅的弹性质

Elastic properties of cubic silicon carbide with Si vacancies

本研究通过路径积分分子动力学模拟，揭示硅空位及核量子效应会显著改变3C-SiC的弹性质与力学稳定域，为极端环境应用及量子技术提供微观见解。

从(Ti,Zr)2AlC化合物靶材沉积含MAX相薄膜

Deposition of MAX phase containing thin films from a (Ti,Zr)2AlC compound target

本研究通过溅射沉积(Ti,Zr)2AlC靶材，在不同温度下制备含MAX相薄膜，揭示了从碳化物经铝化物到MAX相的生长机制，成功形成两种固溶体MAX相。

MAX相Zr2SeC及其导热行为

MAX Phase Zr2SeC and Its Thermal Conduction Behavior

元素的多样性是至关重要的，筛选出三元MAX相具有突出的性能，通过调整键合类型和本构原子之间的强度。事实上，M和A原子之间的相互作用在很大程度上决定了MAX相的物理和化学性质。在此，Se元素实验上实现占据MAX相Zr2SeC的A位点，成为该纳米层压三元碳化物家族内的新成员。综合表征，包括Rietveld细化的X射线衍射和原子分辨透射电子显微镜技术被用来验证这种新的MAX相。不同的热传导行为出现归因于Zr和Se原子之间的特征相互作用。

优化Ti $_3$ SiC $_2$ -蚀刻MXene中碳化硅辅助的磁相共存

Silicon carbide-assisted co-existence of magnetic phases in well-optimized Ti$_3$SiC$_2$-etched MXene

在这里，我们报告的第一个成功的剥离二维Ti $_3$ C $_2$ T $_x$ MXene通过选择性蚀刻硅从钛碳化硅（Ti $_3$ SiC $_2$）MAX。MXene的成功蚀刻和剥离通过所有（00 l）峰向较低角度的移动以及c-晶格参数的增加来确认，如通过X射线衍射技术确定的，以详细描述材料结构。发现多层MXene的c-晶格参数为19.34 μ m，在分层过程后增加到26.22 μ m，表明TMA+离子成功嵌入MXene片材内。扫描电子显微镜（SEM）图像显示了二维层状结构的形成。使用超导量子干涉装置（SQUID：Quantum Design）测量蚀刻的MXene样品的磁性测量。磁化强度与磁性（M-H）曲线清楚地表明在低温下以及在室温下的铁磁主导磁滞回线，以及由于MXene结构中存在碳化硅（SiC）而存在的小的抗磁性相。通过XRD和Raman光谱证实了SiC相的存在，其显示了2D MXene结构中SiC的尖锐峰和振动模式。目前的工作表明铁磁和抗磁相的共存，使其成为未来自旋电子器件的合适的2D材料。

先进互连用金属MAX陶瓷的从头算筛选

Ab initio screening of metallic MAX ceramics for advanced interconnect applications

使用基于密度泛函理论的自动第一性原理模拟，评估了各种层状三元碳化物和氮化物MAX相作为先进CMOS技术节点中互连金属线中的导体的潜力。这些化合物的电阻率缩放电位，即它们的电阻率的灵敏度，以减少线尺寸，已被基准对铜和钌通过评估其传输特性内的半经典传输形式主义。此外，它们的内聚能已被评估为对电迁移的阻力和扩散屏障的需要的代理。结果表明，许多MAX相显示出先进的CMOS技术节点的互连导体的承诺。

（Cr，Ti）_3AlC_2 MAX相稳定性的实验和DFT研究

Experimental and DFT investigation of (Cr,Ti)3AlC2 MAX phases stability

使用实验和计算方法的协同组合，我们揭示了（Cr，Ti）3AlC 2 MAX相的不寻常的溶解度，表明它可以仅在非常低的浓度（<2at%）或在精确的Cr/（Cr+Ti）比为2/3时容纳Cr，即使当反应物的比例远离该化学计量（1/2 < Cr/（Cr+Ti）< 5/6）时。在这两个阶段中，铬专门占据4f网站，桥接碳化物层与铝层。尽管如此，（Cr 2/3 Ti 1/3）3AlC 2的特殊稳定性归因于形成强的、自旋极化的Cr-C键，这导致体积减小和c/a比的显著增加。

通过DFT计算探索新型212 MAB相：M2AB2（M=Mo, Ta；A=Ga, Ge）

Exploration of new 212 MAB phases: M2AB2 (M=Mo, Ta; A=Ga, Ge) via DFT calculations

本文通过DFT计算探索四种新型212 MAB相M2AB2（M=Mo, Ta；A=Ga, Ge），系统研究其稳定性、弹性、电子、热学和光学性质，发现其具有优于211相的力学与热学性能，并具备减缓太阳能加热的应用潜力。

从第一性原理看层状碳化钇卤化物中超导性的化学物理

Chemical physics of superconductivity in layered yttrium carbide halides from first principles

我们对碳化钇卤化物Y $_2$ $X_2$ C $_2$（$X$ =Cl，Br，I）的超导电性进行了彻底的第一性原理研究，其最大转变温度（$T_{\rm c}$）为$\sim$ 10 K。对优化后的晶体结构进行了详细的分析，结果表明，Y $_2$ C $_2$嵌段在卤素取代Cl，Br到I后发生单轴压缩，与晶格矢量的单调展开相反.采用基于超导体密度泛函理论的非经验方法，在传统声子机制下，我们成功地再现了$T_{\rm c}$的卤素依赖性。在Y $_2$ I $_2$ C $_2$中观察到一个C $_2$振动模式的异常增强耦合，这意味着可能偏离传统的配对图片。利用电子-声子耦合的Wannier表象，我们证明了卤素电子轨道和离子振动对超导配对几乎没有贡献。因此，该系统的卤素依赖性是卤素离子通过对超导Y $_2$ C $_2$块的单轴压缩力的间接效应。因此，我们建立了一个定量可靠的图片的超导物理的这个系统，提取一个独特的效果的原子替代，这是潜在的适用于其他超导体。

Hume-Rothery规则在MAX相成形性中的作用

The role of Hume-Rothery's rules play in the MAX phases formability

MAX相是过渡金属和A族元素的层状六方结构三元碳化物或氮化物的族。使这种材料具有吸引力和潜在用途的是它们金属和陶瓷特性的显着组合;以及在其2D对应物MXenes的“自上而下”合成中不可或缺的作用。为了提高成功搜索潜在的新MAX相的效率，主要的努力可以朝着创建一个信息预测系统，该系统包括所有MAX相的数据库，以及普遍有效的原理和高质量的数据库。在这项工作中，我们采用结构映射的方法，这表明其优点是有用的指导材料设计，与休谟Rothery参数提供指导原则，在寻找新的MAX相。MAX相上的可成形/不可成形数据可以通过使用几何和电子浓度因子的建议表达式在二维图中排序。

MXene的电子性质及其应用：理论综述

Electronic properties and applications of MXenes: a theoretical review

近年来，层状MAX相化合物的化学剥离制备二维过渡金属碳化物和氮化物（MXenes），为材料科学和技术的发展带来了新的机遇。这篇评论强调了已经做出的计算尝试，以了解这个非常有前途的先进的二维材料的家庭的物理和化学，并利用其新颖的和特殊的性能，为电子和能量收集应用。

通过表面功能化控制有序和空位有序碳化钒MXene的自旋电子学和电子学性质

Control of spintronic and electronic properties of bimetallic and vacancy-ordered vanadium carbide MXenes via surface functionalization

MXene是二维过渡金属碳化物，具有克服传统二维电子学局限性的高潜力。在这种情况下，各种MXene已经显示出适合于自旋电子学应用的磁性，但迄今为止报道的MXene的数量远远小于其母体MAX相。因此，我们研究了从新的$(V_{2/3}Zr_{1/3})_2AlC $ MAX相衍生的有序和空位有序的MXene的结构、电子和磁性，以评估MXene剥离是否会返回稳定的磁性材料。特别是，我们已经研究了原始的和表面官能化的$(V_{2/3}Zr_{1/3})_2CX_2$双和$(V_{2/3} \square_{1/3})_2CX2$空位有序的MXene与X = O，F和OH的性质。我们的密度泛函理论（DFT）计算表明，修改MXene化学计量和/或MXene表面官能化改变了MXene性质。在测试了金属图案和官能化的所有可能组合后，我们将$V_{2/3}Zr_{1/3})_2CX_2$、$(V_{2/3}\square_{1/3})_2CF_2$和$(V_{2/3}\square_{1/3})_2C(OH)_2$鉴定为稳定结构。其中，$(V_{2/3}Zr_{1/3})_2CO_2$ MXene被预测为FM本征半导体，具有非常高的居里温度（$T_C$），为270 K。$(V_{2/3}Zr_{1/3})_2C(OH)_2$ MXene表现出相当低的功函数（WF）（1.37 eV），因此是超低功函…

功能材料MAX相的薄膜生长

Thin film growth of MAX phases as functional materials

具有通式Mn+1AXn或MAX的层状纳米层压三元碳化物、氮化物和碳氮化物（n = 1、2或3，M是早期过渡金属，A主要是第13或14族元素，X是C和/或N）已经彻底改变了纳米材料的世界，这是由于陶瓷和金属性质的共存，产生了优异的机械、热、电、化学性质和广泛的应用。尽管已经开发了几种固态本体合成方法来生产各种MAX相，但是，对于某些应用，MAX相的生长，特别是其高质量外延薄膜形式的MAX相的生长越来越受到关注。在这里，我们总结了迄今为止在外延生长和性能评价的MAX相薄膜生长的各种沉积技术所取得的进展。我们还解决了重要的未来研究方向，在薄膜生长方面。总的来说，在未来，高质量的单相外延薄膜生长和化学多样性MAX相的工程可能会为下一代技术开辟有趣的新途径。

MAX类相化合物（Cr2Hf）_2Al_3C_3的晶体结构和弹性性能

Crystal Structure and Elastic Properties of Hypothesized MAX Phase-like Compound (Cr2Hf)2Al3C3

术语“MAX相”是指一类非常有趣和重要的层状三元过渡金属碳化物和氮化物，具有金属和陶瓷类特性的新颖组合，使这些材料在许多技术和工程应用中受到高度重视。以（Cr2 Hf）2Al 3C 3为例，我们证明了在保持结晶度的同时将更多类型的元素并入MAX相而不是产生固溶体相的可能性。利用维也纳从头算模拟软件包研究了类MAX（Cr2 Hf）2Al 3C 3的晶体结构和弹性性质。与具有六方对称性的MAX相（P63/mmc，#194）不同，（Cr2 Hf）2Al 3C 3在P21/m（#11）的单斜空间群中结晶，晶格参数为a = 5.1739 °，b = 5.1974 °，c = 12.8019 °; α = β = 90°，γ = 119.8509°。发现其结构在能量上更加有利，能量（每分子式单位）为-102.11eV，显着低于同素异性偏析（-100.05eV）和固溶体（-100.13eV）相的能量。使用应力-应变方法和多晶的VRH近似的计算也表明（Cr2 Hf）2Al 3C 3具有突出的弹性模量。

元素周期系对M2AC相稳定性、弹性和电子性质的解释

The Rendering from the Periodic System of the Elements on the stability, elastic, and electronic properties of M2AC phases

MAX相是结合了金属和陶瓷特性的纳米层压三元材料。目前，后期过渡金属对传统MAX相中A位元素的替代为探索新型MAX相打开了大门。在这项工作中，我们进行了系统的第一性原理研究，以探索288种M2 AX相的稳定性，电子结构和力学性能的趋势（M=Ti、V、Cr、Zr、Nb、Mo、Hf、Ta、W; A=Al、Si、P、S、Ga、Ge、As、Se、In、Sn、Sb、Te、Tl、Pb、Bi、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Tc、Ru、Rh、Pd、Ag、Cd、Os、Ir、Pt、Au、Hg; X=C）。这样的数据集，结合刚性带模型已被应用于大多数过渡金属碳化物，显示我们的基本趋势，键合机制和力学性能的MAX相赋予的M/A位元素的周期性排列。特别值得注意的是，MAX相的M-A d-d相互作用对弹性常数C33有独特的贡献。

Y掺入Cr2AlC：关于(Cr,Y)2AlC MAX相薄膜的亚稳态形成与分解

Yttrium incorporation in Cr2AlC: On the metastable phase formation and decomposition of (Cr,Y)2AlC MAX phase thin films

本研究通过室温共溅射后退火合成了亚稳态(Cr,Y)2AlC MAX相薄膜，发现其直接结晶为MAX结构，且结晶温度随Y含量升高而增加约200°C，分解产物为Cr2AlC、Y5Al3和铬碳化物，计算结果与实验吻合。

M2InC（M = Zr，Hf，Ta）MAX相的第一性原理研究：M原子种类的影响

First principles study of M2InC (M = Zr, Hf and Ta) MAX phases: The effect of M atomic species

采用密度泛函理论（DFT）方法研究了M2InC（M = Zr，Hf和Ta）MAX相三元碳化物的物理性质。的结构，弹性和电子性能进行了重新审视（并发现是在最近报道的结果很好的协议）。首次研究了其电荷密度分布、费米面特征、维氏硬度、动力学稳定性、热力学和光学性质。计算得到的单晶弹性常数和声子色散曲线证实了所有化合物的力学和动力学稳定性。计算得到的单晶弹性常数Cij和多晶弹性常数Cij随M物种（M = Zr，Hf和Ta）的原子序数增加而增加。Pugh比和泊松比的值揭示了所研究的化合物的脆性与强的定向共价键和离子贡献的混合物有关。导带和价带在费米能级的重叠表明了M2InC（M = Zr，Hf和Ta）MAX相的金属性质。维氏硬度的低值表明材料的柔软性和易加工性。利用声子色散曲线计算了体系的自由能、焓、熵、比热容和德拜温度等热力学性质，并与M原子种类进行了对应.电子重要的光学性质，例如，计算了介质的介电函数、折射率、光电导、吸收系数、损耗函数和反射率。

纳米层状三元MAX相中单原子厚二维铁的近室温铁磁行为

Near-Room-Temperature Ferromagnetic Behavior of Single-Atom-Thick 2D Iron in Nanolaminated Ternary MAX Phases

本文通过同晶置换反应合成Ta2FeC、Ti2FeN和Nb2FeC三种含单原子厚二维铁层的三元磁性MAX相，其居里温度接近室温，饱和磁化强度比部分Fe取代的V2(Sn,Fe)C高近两个数量级，为利用MAX相模板设计二维铁磁材料提供了新途径。

Electronic structures of iMAX phases and their two-dimensional derivatives: A family of piezoelectric materials

Recently, a group of MAX phases, (Mo$_{2/3}$Y$_{1/3}$)$_2$AlC, (Mo$_{2/3}$Sc$_{1/3}$)$_2$AlC, (W$_{2/3}$Sc$_{1/3}$)$_2$AlC, (W$_{2/3}$Y$_{1/3}$)$_2$AlC, and (V$_{2/3}$Zr$_{1/3}$)$_2$AlC, with in-plane ordered double transition metals, named iMAX phases, have been synthesized. Experimentally, some of these MAX phases can be chemically exfoliated into two-dimensional (2D) single- or multilayered transition metal carbides, so-called MXenes. Accordingly, the 2D nanostructures derived from iMAX phases are named iMXenes. Here, we investigate the structural stabilities and electronic structures of th…

用于纳米层状早期过渡金属化合物的共价 MAX 相子层编辑

Sublayers Editing of Covalent MAX Phase for Nanolaminated Early Transition Metal Compounds

针对 A、X 子层均为共价键的 MAX 相无法常规刻蚀制备 MXene 的问题，本文利用高温熔盐中的反应性差异进行子层编辑，获得兼具 MXene 与过渡金属硫族化合物特征的 TMXCs，并可剥离为单层。

非水电解液中制备电化学性能增强的MXene的通用Lewis酸蚀刻方法

A general Lewis acidic etching route for preparing MXenes with enhanced electrochemical performance in non-aqueous electrolyte

过渡金属的二维碳化物和氮化物，称为MXenes，是一种快速增长的二维材料家族，作为储能材料引起了人们的关注。到目前为止，MXene主要是由含Al的MAX相（其中A = Al）通过Al溶解在含F溶液中制备的，但大多数其他MAX相尚未被探索。在这里，氧化还原控制的A位蚀刻的MAX相在路易斯酸熔体中提出和验证的合成各种MXene从非常规MAX相前体与A元素Si，Zn和Ga。通过该熔融盐合成方法获得的Ti 3C 2 MXene材料的负极在1 M LiPF 6碳酸盐基电解质中提供高达738 C g-1（205 mAh g-1）的Li+存储容量，具有高倍率性能和伪电容式电化学特征。由这种熔盐合成路线制备的MXene提供了作为电化学储能应用的高倍率负极材料的机会。

X射线光谱和密度泛函理论研究MAX相的化学键和电子结构

Chemical bonding and electronic-structure in MAX phases as viewed by X-ray spectroscopy and density functional theory

这是一个关键的审查MAX相碳化物和氮化物从电子结构和化学键的角度来看。这一大组纳米层压材料具有巨大的科学和技术兴趣，并表现出金属和陶瓷特征的组合。这些性能与高密度MC板特殊的晶体结构和键合特性有关，即高密度MC板中的强M-C键和板间相对较弱的M-A键交替出现。在这里，我们回顾的趋势和化学键合，导电性，弹性和磁性的MAX相比较的父二进制MX化合物的基础上的电子结构探测极化X射线光谱之间的关系。光谱研究构成了对最先进的电子结构密度泛函理论结果的重要检验，该理论被广泛讨论并且通常是一致的。通过替换晶体结构中M、A或X位点上的元素，导电性、弹性、磁性和其他材料性质的相应变化使得可以通过控制其化学键的强度来定制这类材料的特性。

Ti 1 s X射线吸收光谱研究Ti3AlC2 MAX相和Ti3C2Tx MXene中的局域化学键和结构性质

Local chemical bonding and structural properties in Ti3AlC2 MAX phase and Ti3C2Tx MXene probed by Ti 1s X-ray absorption spectroscopy

利用X射线吸收近边结构（XANES）和扩展X射线吸收精细结构（EXAFS）研究了过渡金属碳化物MAX相Ti 3AlC 2和MXene Ti 3C 2 Tx中的化学键。MAX相是固有的纳米层压材料，其由Mn+1Xn的交替层和周期表中IIIA或IVA族的A元素的单层组成，其中M是过渡金属，X是碳或氮。用表面终止物质Tx代替A元素将分离Mn+1Xn层，形成Mn+1XnTx的二维（2D）薄片。对于Ti 3C 2 Tx，Tx对应于覆盖每个单个2D Mn+1Xn薄片的两侧的氟（F）和氧（O）。Ti_3AlC_2和Ti_3C_2Tx的K边（1 s）XANES均表现出C_（2 p）- Ti_（3d）杂化的特征边前吸收区，具有清晰的晶场分裂，而主边吸收特征源于Ti_（1 s）-> 4p激发，其中只有后者对终止物种的fcc位占据表现出敏感性。从EXAFS得到的配位数表明，Ti 3AlC 2和Ti 3C 2 Tx是高度各向异性的强平面内的贡献Ti和动态的平面外的贡献从铝单层和终止物种，分别。如温度依赖性测量所示，随着温度从室温升高到750 °C，O的贡献向较短的键长移动，而F减小。

多功能Nb4AC3（A=Al，Si，Ga，Ge）的理论预测：潜在超导体和非常规光学性质

The theoretical prediction of multifunctional Nb4AC3 (A=Al, Si,Ga, Ge): potential superconductors and unconventional optical properties

利用密度泛函理论提出了三种新的三元过渡金属碳化物相，即MAX相、Nb 4SiC 3、Nb 4GeC 3和Nb 4GaC 3，并预测它们都是机械稳定的。据计算，假设的纳米层压体的α型晶体结构比β型晶体结构在能量上更有利。结合已知的Nb_4AlC_3，系统地研究了Nb_4AC_3（A= Al，Si，Ga，Ge）中A族元素对各种性能的影响。不仅体积模量、压缩模量、剪切模量和杨氏模量，而且讨论并提出了延展性的途径，因为延展性可以通过形成含有更多重p电子的Nb 4AC 3来实现。所有研究的Nb 4AC 3相表现出的金属性质，结果从Nb-4d状态占主导地位的费米能级。Nb-C之间典型的4d-2 p杂化导致强共价键，Nb-A之间较弱的4d-3 p（4p）杂化也有贡献。A元素中的p电子可以有效地改变键的共价性和象似性，从而决定可压缩性、延展性甚至超导性。在态密度中费米能级的极高的布居数和在Nb 4SiC 3中所示的费米表面中的嵌套效应都使这种材料成为潜在的超导体。介电函数中存在规则的各向异性行为，但在Nb 4SiC 3中不存在。此外，Nb_4GeC_3也是一种很有前途的太阳能热阻挡材料。本工作揭示了A元素对Nb 4AC 3相的力学、超导和光学性能的影响，以及通过改变A元素所得到的变化趋势，为功能陶瓷材料的设计提供了理论依据。