La–Si–P三元化合物的合成挑战、热力学稳定性及生长动力学

《Journal of Materials Chemistry A》：Synthesis challenges, thermodynamic stability, and growth kinetics of La–Si–P ternary compounds

三元La-Si-P化合物合成中Si取代LaP晶相的形成动力学及热力学稳定性研究，通过实验与分子动力学模拟结合，发现快速形成的Si取代相是合成主要障碍，并确定了La?SiP?的临界生长温度窗口。

　　

尽管最近借助机器学习预测了许多新的化合物，但这些化合物的成功实验合成仍然具有挑战性。关于基态与竞争性亚稳态之间的热力学稳定性和相形成动力学的计算洞察对于合理解释并尝试克服实验合成难题至关重要。在这项工作中，我们通过实验与计算研究之间的反馈，探讨了三元La–Si–P化合物的合成难题。我们讨论了形成三种计算预测的三元相（La₂SiP、La₅SiP₃和La₂SiP₃）所面临的实验挑战。为了理解这些合成难题，我们使用了一种精确高效的人工神经网络机器学习（ANN-ML）原子间势能进行了分子动力学（MD）模拟。我们研究了这些三元相的相稳定性和形成动力学，并将其与已报道和合成的La₂SiP₄相进行了比较。虽然我们的MD模拟能够再现La₂SiP₄相的生长过程，但结果表明，Si取代的LaP晶体相的快速形成是合成预测的La₂SiP、La₅SiP₃和La₂SiP₃三元化合物的主要障碍，这与实验观察结果一致。我们的模拟还表明，在一个狭窄的温度范围内，La₂SiP₃相可以从固液界面生长出来。