1-印第安纳波利斯普渡大学印第安纳大学普渡大学工程与技术学院机械与能源工程和综合纳米系统发展研究所,印第安纳波利斯普渡大学,印第安纳波利斯,美国46202,美国2-纳米相物材料科学中心 - 橡树岭国家实验室,Oak Ridge,Oak Ridge,TN 37831,美国37831,Lemt septor,lem tn 37831,lem tn 37831 60439,美国4 -lukasiewicz研究网络 - 波兰波兰华沙的微电子和光子学研究所 - 计算科学与工程部,橡树岭国家实验室,橡树岭,田纳西州橡树岭,37831,美国6-美国6-美国材料工程学院,西拉法伊大学,西拉法伊特大学,机构,美国479907.99090799999090909090909.99090990909909090.990990990.990990990.990990990990990.990999999090.9909999099090.990型,拉斐特(Lafayette),美国47907 * - 通讯作者banasori@purdue.edu摘要过渡金属碳化物已在储能,转换和极端环境应用中采用。在其2D对应物中的进步(称为MXENES)可以在〜1 nm厚度尺度上设计独特的结构。碱阳离子在MXENES制造,存储和应用中至关重要,但是,这些阳离子与MXENES的精确相互作用尚不完全了解。在这项研究中,使用Ti 3 C 2 t X,Mo 2 TIC 2 T X和Mo 2 Ti 2 C 3 T X MXenes,我们介绍了如何通过碱阳离子占用过渡金属空位位点,以及它们对MXENE结构稳定的影响以控制Mxene的相变。在MXENES中,这代表了其2D基底平面的阳离子相互作用的基本面,用于MXENES稳定和应用。我们使用原位高温X射线衍射和扫描透射电子显微镜,原位技术(例如原子层分辨率二次离子质谱法)和密度功能理论模拟进行了检查。广义,这项研究证明了在原子量表上陶瓷理想相关关系的潜在新工具。引言过渡金属碳化物已用于氧化物缺乏潜力的独特应用中,例如其高熔点(例如,HFC的〜4,000°C),1,2导热率(例如WC的63 W·M -1·K -1),3和机械行为(弹性模量)(弹性模型最高为549 GPA)。4在当前的研究中,碳空缺5,快速加热,6或高贵的金属装饰7提供了修改过渡金属碳化物系统固有物质行为的工具。8-17尽管某些方法(例如闪光灯或长期烧结在低(〜750°C)的温度为理想性能提供了一定的相位控制,但有6,12仍有机会准确地控制过渡金属碳化物阶段,以实现理想相位关系的阶段。18在2011年引入MXENES,将过渡金属碳化物推向了2D领域,19已增加了一个多种多样,可调节的家族,包括少量原子(〜1 nm厚)(〜1 nm-thick)和溶液处理的过渡金属碳化物,并将其添加到材料科学上。20,21 mxenes的化学多样性通过其广泛的化学式M n +1 x n t x显而易见,其中m代表一个或多个3 d -5 d和3-6组的n +1层,x代表N层的碳和/或氮气和/或氮气的n层
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