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 enemmänOrganisaatiot ja tekijät
Julkaisutyyppi
Julkaisumuoto
Artikkeli
Emojulkaisun tyyppi
Lehti
Artikkelin tyyppi
Alkuperäisartikkeli:
Yleisö
TieteellinenVertaisarvioitu
VertaisarvioituOKM:n julkaisutyyppiluokitus
A1 Alkuperäisartikkeli tieteellisessä aikakauslehdessäJulkaisukanavan tiedot
Lehti/Sarja
Kustantaja
Volyymi
17
Numero
41
Sivut
24184-24195
ISSN
Julkaisufoorumi
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