应变对C4N3的物性影响+文献综述(5)
最近，Dai的研究小组尝试利用一种基于交联含腈阴离子的离子液体的新方法，来生产功能性碳材料[11]。实验涉及离子液体的高温分解，以及热解残渣间的化学键重组。所形成的碳网络具有高含量的pyrindinic构造单元，这指出了一个新的石墨氮化碳材料的类型（g-C4N3）。这种材料本质上是碳掺杂的石墨相C3N4 [12]。在无磁性的g-C3N4中，碳原子对氮原子的取代会在石墨氮化碳中注入孔[23]，这或许是引起材料电性和磁性改变的重要原因。为了探讨这种影响，对实验合成的g-C4N3材料进行了标准密度泛函理论和混合泛函计算。值得注意的是，这种材料具有铁磁基态。
由于石墨烯的独特性质。在g-C3N4有潜力应用于燃料电池,光催化,和制氢和g-C4N3显示器ferromagnetism（来自s和p电子）。因此在自旋电子学的应用,研究了自旋电子材料,如过渡金属(TM)杂质掺杂氮化镓和氧化锌,磁性是由于d电子。因为s和p电子旋轨道较弱耦合和更小的超精细相互作用d电子相比。因此他们有一个自旋相干所需的时间,这是一个理想的自旋电子材料。另外在C-N更不会引起排斥的基础材料纯碳，所以C-N磁性用在在自旋电子学以及生物技术应用程序上。然而,一个系统的稳定性研究C-N的电子结构、光学性质和磁性基于材料仍然缺乏。先前的研究发现g-C3N4有几个结构同分异构体,可以分类成两个家庭根据他们不同的杂环块:单码道三嗪或三环heptazine [13]，展示不同的电子和磁特性因此有不同的潜在应用。在最近的一项研究作者g-C4N3[9],只考虑结构组成的单码道三嗪(标签g-s-C4N3以后)发现铁磁(FM)。g-t-C4N3表包括三环杂环的单位和sp2杂化C原子,如图4所示。晶格常数的是7.17Å这是大于g-C3N4(7.08Å)[20]由于中心存在C–C键。从而发现所有的原子都没有严格在一个平面。为了研究能量,我们计算的总能量g-s-C4N3 和g-t-C4N3结构,发现前者比后者能量高0.043 eV /原子,表明g-t-C4N3积极稳定的比g-s-C4N3。为了研究g-t-C4N3的动态稳定性的结构。采用分子动力学模拟在室温(300 K)执行的时间步1 fs。总能量随时间和温度变化的步骤（图5）。5000步后,框架仍然完好无损。声子谱和声子频率密度状态进一步的计算和绘制在(图6)中。没有想象中的声子模式是发现在整个布里渊区。这证实了基于g-t-C4N3三环结构的动态稳定性。
总之,根据采用的计算,预测一个新的g-C4N3组成的结构三环显示比先前提出的一些新特性结构相似、g-s-C4N3证实了动态和热稳定声子谱和分子动力学计算;新结构有更清晰的光学吸收峰和更强的吸收强度;因大毛孔,新结构较小的弹性常数和更多各向同性,适合作为更大的过滤膜分子;
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