Suppr超能文献

超轻NaB(CN)中的巨大负热膨胀

Giant Negative Thermal Expansion in Ultralight NaB(CN).

作者信息

Gao Qilong, Jiao Yixin, Sun Qiang, Sprenger Jan A P, Finze Maik, Sanson Andrea, Liang Erjun, Xing Xianran, Chen Jun

机构信息

School of Physics and Microelectronics, Zhengzhou University, 450001, Zhengzhou, China.

Julius-Maximilians-Universität Würzburg, Institut für Anorganische Chemie, Institut für nachhaltige Chemie &, Katalyse mit Bor (ICB), 97074, Würzburg, Germany.

出版信息

Angew Chem Int Ed Engl. 2024 Mar 22;63(13):e202401302. doi: 10.1002/anie.202401302. Epub 2024 Feb 22.

Abstract

Negative thermal expansion (NTE) is crucial for controlling the thermomechanical properties of functional materials, albeit being relatively rare. This study reports a giant NTE (α ∼-9.2 ⋅ 10  K , 100-200 K; α ∼-3.7 ⋅ 10  K , 200-650 K) observed in NaB(CN) , showcasing interesting ultralight properties. A comprehensive investigation involving synchrotron X-ray diffraction, Raman spectroscopy, and first-principles calculations has been conducted to explore the thermal expansion mechanism. The findings indicate that the low-frequency phonon modes play a primary role in NTE, and non-rigid vibration modes with most negative Grüneisen parameters are the key contributing factor to the giant NTE observed in NaB(CN) . This work presents a new material with giant NTE and ultralight mass density, providing insights for the understanding and design of novel NTE materials.

摘要

负热膨胀(NTE)对于控制功能材料的热机械性能至关重要,尽管相对罕见。本研究报告了在NaB(CN) 中观察到的巨大负热膨胀(α ∼ -9.2 ⋅ 10  K ,100 - 200 K;α ∼ -3.7 ⋅ 10  K ,200 - 650 K),展现出有趣的超轻特性。已开展了一项综合研究,涉及同步加速器X射线衍射、拉曼光谱和第一性原理计算,以探索热膨胀机制。研究结果表明,低频声子模式在负热膨胀中起主要作用,具有最负格鲁尼森参数的非刚性振动模式是在NaB(CN) 中观察到的巨大负热膨胀的关键贡献因素。这项工作展示了一种具有巨大负热膨胀和超轻质量密度的新材料,为新型负热膨胀材料的理解和设计提供了见解。

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