发现具有菱形对称性的双 A 层 Ti?Bi?C：拓展 MAX 相家族

为拓展 MAX 相结构与化学多样性，研究人员通过理论预测结合实验合成，发现双 A 层 Ti?Bi?C，其为首个具菱形对称（空间群R-3m）的 MAX 相，揭示 Bi 部分占位及与前驱体取向关系，为功能应用探索奠定基础。

　　

MAX 相是一类由金属层与陶瓷层交替排列的原子层状材料，通常遵循 M_n+1AX_n组成式，兼具陶瓷与金属特性。本研究通过密封石英安瓿中的反应合成法，成功制备双 A 层 MAX 相 Ti?Bi?C。密度泛函理论（DFT）第一性原理计算预测该相稳定性，其为首个采用菱形晶体结构（空间群R-3m）的 MAX 相。X 射线衍射（XRD）与高分辨扫描透射电子显微镜（STEM）证实其结构组成，且观察到 Ti?Bi?C 与 Bi 前驱体间（102）Bi//（001）Ti?Bi?C 及 [010] Bi//[010] Ti?Bi?C 的主导取向关系。Bi 作为高原子序数（高 Z）强抗磁元素，其引入热稳定层状框架中，暗示该材料在辐射屏蔽与磁场调控领域的应用潜力。此发现拓展了 MAX 相家族的结构与化学多样性，为复杂 MAX 相功能应用研究提供新方向。