导读 中国科学院合肥物质科学研究院王先龙研究员领导的课题组利用等离子体增强化学气相沉积技术(PECVD)处理叠氮化钾(KN3 )，成功在常压下合成了...
中国科学院合肥物质科学研究院王先龙研究员领导的课题组利用等离子体增强化学气相沉积技术(PECVD)处理叠氮化钾(KN3 )，成功在常压下合成了高能量密度材料立方相氮(cg-N)。
该研究发表在《科学进展》上。
Cg-N是由N原子以NN单键结合而成的纯氮材料，结构类似金刚石。由于其能量密度高，分解时只产生氮气，因此备受关注。开发常压下高效安全的合成方法是重要课题。
自2020年以来，研究团队以第一性原理计算为理论指导，模拟了cg-N表面在不同饱和状态、压力和温度下的稳定性。结果表明，表面不稳定性导致cg-N在低压下分解。他们提出，饱和表面悬浮键并转移电荷可以使cg-N在大气压下稳定到750 K。
本次研究中，研究团队利用钾具有较强的电子转移能力，选择性和性较低的KN3作为前驱体，不依赖碳纳米管的限制效应，利用PECVD技术成功合成了cg-N。
热重-差示扫描量热法 (TG-DSC) 测量证实，合成的 cg-N 表现出高达 760 K 的热稳定性，随后发生快速而剧烈的热分解。
研究团队表示，该研究提供了一种高效、便捷的常压合成cg-N的方法，也为未来高能量密度材料的研发提供了新思路。