Extending tetrahedral network similarity to carbon: A type-I carbon clathrate stabilized by boron
Klatraty to związki typu gość–gospodarz, zbudowane z wielościennych klatek. Mimo, że są one powszechne wśród związków tworzących sieci tetraedryczne, klatraty o osnowie węglowej pozostają niezrealizowanym celem syntezy. W niniejszej pracy opisano szkielet typu I oparty na węglu – powszechną formę klatratów występującą w wielu związkach zbudowanych z jednostek tetraedrycznych. Zgodnie z koncepcją stabilizacji przy udziale boru, zaprojektowaną na podstawie obliczeń z pierwszych zasad (first-principles), dla układu Ca–B–C pod wysokim ciśnieniem, otrzymano związek Ca₈BₓC₄₆₋ₓ (x ≈ 9) o strukturze typu I w archetypowej sieci krystalicznej Pm3n. Stabilność tej struktury wynika z nieuporządkowanego podstawienia atomów boru w pozycjach pierścieni sześciokątnych w obrębie szkieletu sieci. Otrzymany klatrat, który jest stabilny w warunkach normalnych, poszerza zakres topologicznego podobieństwa sieci wśród układów tetraedrycznych i otwiera możliwości tworzenia szerokiej rodziny związków diamentopodobnych opartych na węglu, o regulowanych właściwościach wynikających z szerokich możliwości podstawień atomów gościa i gospodarza oraz elastyczności struktury szkieletowej.
Artykuł:
Science advances
Autorzy z PW:
Piotr Guńka
Dyscyplina:
Rok wydania: