undefined

Diverse surface reconstructions in MAX phases

Julkaisuvuosi

2025

Tekijät

Khazaei, Mohammad; Bagheri, Mohammad; Ranjbar, Ahmad; Bae, Soungmin; Khaledialidusti, Rasoul; Mochizuki, Yasuhide; Kühne, Thomas D.; Shudo, Ken-ichi; Raebiger, Hannes; Komsa, Hannu-Pekka; Hosono, Hideo

Abstrakti:

Surface reconstructions in MAX phases demonstrate a complexity similar to that of semiconductor surfaces, influenced by the intricate interactions between their distinct electronic and structural characteristics. Utilizing first-principles electronic and phonon calculations, we explore various surface reconstructions that may occur on the surfaces of transition metal carbides and nitrides, known as MAX phases, especially when the A-element atoms from group 13 to 16 of the periodic table are positioned in the topmost surface layer. In many MAX phases, such as Ti2AlC, Ti2AlN, Ti2GaC, and Ti2InC, the surface A overlayer exhibits dynamic stability and maintains a bulk-like hexagonal configuration. Conversely, certain phases possess dynamic instability, as evidenced by soft phonon modes, leading to reconstructions of the A overlayer that include buckling (e.g., Ti2PbC and Ti2SnC), dimer/trimers (e.g., Ti2PC), tetramers (e.g., Ti2SiC and Ti2GeC), pentagon chains (e.g., Ti2SiC), or Kagome lattices (e.g., Ti2ZnC). Following these surface reconstructions, the surfaces achieve dynamic stability as all soft modes disappear. These reconstructions are associated with energy gains from band splitting due to A–A orbital interactions at low energies and/or the rehybridization of A dangling-bond-like electronic states at the Fermi level. The diversity of surface reconstructions and their connection with electronic properties underscore the intricate nature of surface phenomena in MAX phases.
Näytä enemmän

Organisaatiot ja tekijät

Oulun yliopisto

Komsa Hannu-Pekka Orcid -palvelun logo

Jyväskylän yliopisto

Bagheri Mohammad Orcid -palvelun logo

Julkaisutyyppi

Julkaisumuoto

Artikkeli

Emojulkaisun tyyppi

Lehti

Artikkelin tyyppi

Alkuperäisartikkeli:

Yleisö

Tieteellinen

Vertaisarvioitu

Vertaisarvioitu

OKM:n julkaisutyyppiluokitus

A1 Alkuperäisartikkeli tieteellisessä aikakauslehdessä

Julkaisukanavan tiedot

Lehti/Sarja

Nanoscale

Volyymi

17

Numero

41

Sivut

24184-24195

Julkaisu­foorumi

63714

Julkaisufoorumitaso

3

Avoin saatavuus

Avoin saatavuus kustantajan palvelussa

Ei

Julkaisukanavan avoin saatavuus

Osittain avoin julkaisukanava

Rinnakkaistallennettu

Kyllä

Rinnakkaistallenteen lisenssi

Muu lisenssi

Rinnakkaistallenteen julkaisuviiveen (embargo) päättymispäivä

19.09.2026

Muut tiedot

Tieteenalat

Fysiikka; Kemia; Materiaalitekniikka

Avainsanat

[object Object],[object Object],[object Object]

Julkaisumaa

Yhdistynyt kuningaskunta

Kustantajan kansainvälisyys

Kansainvälinen

Kieli

englanti

Kansainvälinen yhteisjulkaisu

Kyllä

Yhteisjulkaisu yrityksen kanssa

Ei

DOI

10.1039/d5nr02421h

Julkaisu kuuluu opetus- ja kulttuuriministeriön tiedonkeruuseen

Kyllä