近日，我校物理与光电技术学院陈磊博士等完成的2篇研究论文《Theoretical investigation on vanadium dinitrides from first-principles calculations》和《Structural,mechanical and electronic properties study on group 5 transition metals ternarymononitrides from first-principles calculations》分别在国际权威期刊《Ceramics International》和《Journalof Alloys and Compounds》上发表。这两个期刊在2018年中科院SCI期刊分区中分别属于材料科学类和冶金工程类一区Top期刊，影响因子为3.45和4.175。

第VB族过渡金属氮化物由于其优异的力学性能，良好的耐热、耐腐蚀特性，一直是材料领域的研究热点，其中B1相一氮化物（VN，NbN和TaN）已被广泛应用于工业生产中，比如切割工具、耐磨涂层等。但是由于B1相结构的维氏硬度只有15GPa左右并且力学各向异性较强，使其在极端条件下难以满足应用要求。本研究采用基于粒子群优化算法的晶体结构预测技术和第一性原理方法，首次对该族过渡金属二元二氮化物和三元一氮化物进行了系统的结构、力学性质以及电子结构的研究探索。研究发现四方相VN2（空间群为I4/mcm）和正交相V0.5Ta0.5N（空间群为Cmc21）具有远超传统B1结构的硬度和理想强度，其中四方相VN2的硬度约25GPa，而正交相V0.5Ta0.5N的硬度和压痕剪切强度均超过了30 GPa。进一步电子结构分析表明单位化学式中的价电子数VEC是影响这类材料结构稳定性和力学性能的关键因素。研究成果对开发新型高硬度过渡金属硬质材料具有重要的理论指导意义。（科技处、物理与光电技术学院 文/董宇 审核/王晓玲）

论文链接

1. https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0272884218329742

2. https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0925838819334929