低压下一种新的聚合氮结构

• 作者: 梁冬梅 刘海燕 甘云丹 匡安龙 田春玲
• 来源期刊: 科学通报
• 关键词: CALYPSO 聚合氮 低压 第一性原理计算 分子动力学模拟
• 年，卷（期）: 2021,（22）
• 所属期刊栏目: 论文
• 页码范围: 2908-2914
• 页数: 7页
• 语种: 中文
• DOI: 10.1360/TB-2021-0295

摘要

聚合氮作为潜在的清洁高能量密度材料有望取代传统的C、H、O、N含能材料,但是已发现的聚合氮结构无法保存到常规条件下.因此,获得能够存在于近常规条件下的聚合氮结构是人们比较关心的问题.本文结合第一性原理计算和CALYPSO晶体结构预测方法对低压下氮的结构进行搜索.在30 GPa下发现了一种由氮链和类连五唑构成的聚合氮结构,其空间群为Cm.通过焓差曲线分析发现,Cm聚合氮在10～35 Gpa压强范围是目前发现的聚合氮结构中最稳定的相结构,其焓值较已知的偏转立方氮(cg-N)结构、N6和N8结构都低.声子色散计算和弹性常数计算表明,Cm聚合氮具有晶格动力学稳定性和力学稳定性;分子动力学模拟表明,Cm聚合氮在常温下卸压到一个大气压仍保持结构稳定.这预示着高压下合成的Cm聚合氮可能被截获和保留到常温常压条件下.