基于N4分子的高能量密度材料:第一性原理计算的合成路线

为了探索合成和稳定聚合氮形式的分子或晶体的途径,基于第一性原理计算提出了两种基于N4分子合成高能量密度材料的方法:第一种方法是在单晶金属表面吸附N4(Td)分子;第二种方法是利用结构搜索获取稳定的N4相关结构.提出了P-43m-N4、P4/m-LiN4和Amm2-G/N4三种含有N4分子的晶体,并计算了它们的能量密度、热力学和动力学稳定性以及电子结构性质.结果表明,在超高真空和低温条件下,N4(Td)在金属表面可以通过失去Td对称而稳定.AIMD模拟结果表明,它们在50GPa、50或300K下是稳定的.通过N4与金属原子形成的配位键,聚合N4可以在高压下合成,并在低温条件下稳定.