Maximum N content in a-CNx by ab-initio simulations

Abstract

Struktury amorfních materiálů CNx byly předpovězeny pomocí extenzivních simulací využívajících ab-initio molekulární dynamiku (více než 800 trajektorií) v širokém rozsahu složení a hustot. Hlavní pozornost byla věnována vytváření molekul N2 s cílem předpovědět a vysvětlit maximální obsah N ve stabilních sítích CNx. Výsledky ukazují, že maximální obsah N je ≈ 42 at. %. Z kinetického hlediska vedou vyšší obsahy N na prudce rostoucí rychlost formování molekul N2 během formování materiálu. Z termodynamického hlediska mohou být vyšší obsahy N v amorfní síti dočasně stabilizovány molekulami N2 sedícími v okolních pórech, ale následná difúze N2 do atmosféry je destabilizuje. Výsledky jsou důležité pro design CNx (a jiných nitridů) pro různé technologické aplikace a cest pro jejich přípravu.