Advancements in the search for superhard ultra-incompressible metal borides

Advanced Functional Materials

Volumn 19, Issue 22, 2009, Pages 3519-3533

  Levine, Jonathan B ^a,b   Tolbert, Sarah H ^a   Kaner, Richard B ^a  

^a UNIVERSITY OF CALIFORNIA   (United States)

^b Rubicon Technology Inc   (United States)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

AMBIENT PRESSURES; ATOMIC STRUCTURE; FUTURE RESEARCH DIRECTIONS; HIGH PRESSURE; HIGH TEMPERATURE; METAL BORIDE; SUPERHARD; SUPERHARD MATERIAL;

BORIDES; COMPLEXATION; HIGH PRESSURE ENGINEERING; TRANSITION METALS;

MECHANICAL PROPERTIES;

EID: 72849110059     PISSN: 1616301X     EISSN: 16163028     Source Type: Journal    
DOI: 10.1002/adfm.200901257     Document Type: Article

References (118)

1. V. Brazhkin, N. Dubrovinskaia, M. Nicol, N. Novikov, R. Riedel, V. Solozhenko, Y. Zhao, Nat. Mater. 2004, 3, 576.
2. R. B. Kaner, J. J. Gilman, S. H. Tolbert, Science 2005, 308, 1268.
3. J. J. Gilman, R. W. Cumberland, R. B. Kaner, Int. J. Refract. Met. Hard Mater. 2006, 24, 1.
4. V. V. Brazhkin, A. G. Lyapin, R. J. Hemley, Philos. Mag. A 2001, 82, 231.
5. V. V. Brazhkin, High Pressure Res. 2007, 27, 333.
6. S. Veprek, M. J. G. Veprek-Heijman, Surf. Coat. Technol. 2008, 202, 5063.
7. S. Veprek, A. S. Argon J. Vac. Sci. Technol. B 2002, 20, 650.
8. N. Dubrovinskaia, L. Dubrovinsky, W. Crichton, F. Langenhorst, A. Richter, Appl. Phys. Lett. 2005, 87, 831061.
9. N. Dubrovinskaia, V. L. Solozhenko, N. Miyajima, V. Dmitriev, O. O. Kurakevych, L. Dubrovinsky, Appl. Phys. Lett. 2007, 90, 1019121.
10. V. Blank, M. Popov, G. Pivovarov, N. Lvova, K. Gogolinsky, V. Reshetov, Diamond Relat. Mater. 1998, 7, 427.
11. V. D. Blank, S. G. Buga, G. A. Dubitsky, K. V. Gogolinsky, V. M. Prokhorov, N. R. Serebryanaya, V. A. Popov, in Molecular Building Blocks for Nanotechcnology - From Diamondoids to Nanoscale Materials and Applications, (Ed.: G. A. Mansoori), Springer Science, New York 2007.
12. N. Dubrovinskaia, L. Dubrovinsky, V. L. Solozhenko, Science 2007, 318, 1550c.
13. J. J. Gilman, Electronic Basis of the Strength of Materials, Cambridge University Press, Cambridge 2003.
14. J. Haines, J. M. Léger, G. Bocquillon, Annu. Rev. Mater. Res. 2001, 31, 1.
15. B. R. Sahu, L. Kleinman, Phys. Rev. B 2005, 72.
16. C. H. Li, P. Wu, Chem. Mater. 2001, 13, 4642.
17. CRC Handbook of Chemistry and Physics (Ed: D. R. Lide), CRC 2008.
18. D. M. Teter, MRS Bull. 1998, 23, 22.
19. H.-Y. Chung, M. B. Weinberger, J.-M. Yang, S. H. Tolbert, R. B. Kaner, Appl. Phys. Lett. 2008, 92 261904.
20. T. Kenichi, Phys. Rev. B 2004, 70, 012101/1.
21. F. Occelli, L. Farber Daniel, J. Badro, M. Aracne Chantel, M. Teter David, M. Hanfland, B. Canny, B. Couzlnet, Phys. Rev. Lett. 2004, 93, 095502.
22. H. Cynn, J. E. Klepeis, C.-S. Yoo, D. A. Young, Phys. Rev. Lett. 2002, 88, 135701/1.
23. C. Pantea, I. Mihut, H. Ledbetter, J. B. Betts, Y. Zhao, L. L. Daemen, H. Cynn, A. Migliori, Acta Mater. 2009, 57, 544.
24. J. M. Leger, P. Djemia, F. Ganot, J. Haines, A. S. Pereira, J. A. H. da Jornada, Appl. Phys. Lett. 2001, 79, 2169.
25. W. A. Harrison, Electronic Structure and the Properties of Solids, Freeman, San Francisco 1980.
26. M. L. Cohen, Science 1993, 261, 307.
27. I. V. Aleksandrov, A. F. Goncharov, A. N. Zisman, S. M. Stishov, Zh. Eksp. Teor. Fiz. 1987, 93, 680.
28. A. Migliori, H. Ledbetter, R. G. Leisure, C. Pantea, J. B. Betts, J. Appl. Phys. 2008, 104, 053512.
29. F. P. Bundy, T. H. Hall, H. M. Strong, R. H. Wentorf, Jr, Nature 1955, 176, 51.
30. Y. Zhang, C. Zang, H. Ma, Z. Liang, L. Zhou, S. Li, X. Jia, Diamond Relat. Mater. 2008, 17, 209.
31. R. H. Wentorf, J. Chem. Phys. 1957, 26, 956.
32. P. F. McMillan, Nat. Mater. 2002, 7, 19.
33. A. R. Badzian, Appl. Phys. Lett. 1988, 53, 2495.
34. V. L. Solozhenko, D. Andrault, G. Fiquet, M. Mezouar, D. C. Rubie, Appl. Phys. Lett. 2001, 78, 1385.
35. V. L. Solozhenko, S. N. Dub, N. V. Novlkov, Diamond Relat. Mater. 2001, 10, 2228.
36. C. M. Sung, Diamond Technology Center of Norton Company, private communication 1984.
37. C.-M. Sung, M. Sung, Mater. Chem. Phys. 1996, 43, 1.
38. A. Y. Liu, M. L. Cohen, Science 1989, 245, 841.
39. S. V. Meschel, O. J. Kleppa, Metall. Trans. A 1993, 24, 947.
40. H. J. McSkimin, W. L. Bond, Phys. Rev. 1957, 105, 116.
41. J. Maynard, Phys. Today 1996, 49, 26.
42. A. Migliori, J. Sarrao, Resonant Ultrasound Spectroscopy, Wiley, New York 1997.
43. M. B. Weinberger, S. H. Tolbert, A. Kavner, Phys. Rev. Lett. 2008, 100, 045506.
44. J. Zhang, Y. Zhao, R. S. Hixson, G. T. Gray, lii, L. Wang, W. Utsumi, S. Hiroyuki, H. Takanori, Phys. Rev. B 2008, 78, 054119.
45. J. F. Shackelford, W. Alexander, CRC Handbook of Materials Science & Engineering, CRC Press, Boca Raton, FL 2001.
46. R. W. Cumberland, M. B. Weinberger, J. J. Gilman, S. M. Clark, S. H. Tolbert, R. B. Kaner, J. Am. Chem. Soc. 2005, 127, 7264.
47. B. Aronsson, Acta Chem. Scand. 1963, 17, 2036.
48. U. Burkhardt, V. Gurin, F. Haarmann, H. Borrmann, W. Schnelle, A. Yaresko, Y. Grin, J. Solid State Chem. 2004, 177, 389.
49. J. M. Leger, J. Haines, M. Schmidt, J. P. Petitet, A. S. Pereira, J. A. H. dajornada, Nature 1996, 383, 401.
50. H.-Y. Chung, J. M. Yang, S. H. Tolbert, R. B. Kaner, J. Mater. Res. 2008, 23, 1797.
51. W. C. Oliver, G. M. Pharr, J. Mater. Res. 1992, 7, 1564.
52. H. Gou, L. Hou, J. Zhang, H. Li, G. Sun, F. Gao, Appl. Phys. Lett. 2006, 88, 221904/1.
53. J.C. Hay, E. Y. Sun, G. M. Pharr, P. F. Becher, K. B. Alexander, J. Am. Ceram. Soc. 1998, 87, 2661.
54. X.-Q. Chen, C. L. Fu, M. Krcmar, G. S. Painter, Phys. Rev. Lett. 2008, 100, 196403/1.
55. Z. Y. Chen, H. J. Xiang, J. Yang, J. G. Hou, Q. Zhu, Phys. Rev. B 2006, 74, 012102/1.
56. M. Hebbache, L. Stuparevic, D. Zivkovic, Solid State Commun. 2006, 139, 227.
57. S. Chiodo, H. J. Gotsis, N. Russo, E. Sicilia, Chem. Phys. Lett. 2006, 425, 311.
58. X. Hao, Y. Xu, Z. Wu, D. Zhou, X. Liu, J. Meng, J. Alloys Compd. 2008, 453, 413.
59. J. Yang, H. Sun, C. Chen, J. Am. Chem. Soc. 2008, 130, 7200.
60. S. La Placa, B. Post, Acto Crystallogr. 1962, 15, 97.
61. A. Vegas, L. A. Martinez-Cruz, A. Ramos-Gallardo, A. Romero, Z. Kristallogr. 1995, 210, 574.
62. H.-Y. Chung, M. B. Weinberger, J. B. Levine, R. W. Cumberland, A. Kavner, J.-M. Yang, S. H. Tolbert, R. B. Kaner, Science 2007, 316, 436.
63. D. He, Y. Zhao, L. Daemen, J. Qian, T. D. Shen, T. W. Zerda, Appl. Phys. Lett. 2002, 81, 643.
64. H.-Y. Chung, M. B. Weinberger, J. B. Levine, R. W. Cumberland, A. Kavner, J.-M. Yang, S. H. Tolbert, R. B. Kaner, Science 2007, 318, 1550d.
65. G. M. Amulele, M. H. Manghnam, M. Somayazulu, J. Appl. Phys. 2006, 99, 023522/1.
66. D. He, S. R. Shieh, T. S. Duffy, Phys. Rev. B 2004, 70, 184121/1.
67. B. Kiefer, S. R. Shieh, T. S. Duffy, T. Sekine, Phys. Rev. B 2005, 72, 014102/1.
68. A. B. Lyashchenko, V. N. Paderno, V. B. Filippov, D. F. Borshchevskli, Sverkhtverdye Mater. 2006, 79.
69. S. Otani, T. Aizawa, Y. Ishizawa, J. Alloys Compd. 1997, 252, L19.
70. R. F. Zhang, S. Veprek, A. S. Argon, Appl. Phys. Lett. 2007, 91, 201914/1.
71. W. Zhou, H. Wu, T. Yildirim, Phys. Rev. B 2007, 76, 184113/1.
72. Y. Liang, B. Zhang, Phys. Rev. B 2007, 76, 132101/1.
73. X. F. Hao, Y. H. Xu, Z. J. Wu, D. F. Zhou, X. J. Liu, X. Q. Cao, J. Meng, Phys. Rev. B 2006, 74, 224112.
74. X. F. Hao, Z. J. Wu, Y. H. Xu, D. F. Zhou, X. J. Liu, J. Meng, J. Phys. Condens. Motter 2007, 19, 196212.
75. Y. X. Wang, Appl. Phys. Lett. 2007, 97, 101904/1.
76. J. B. Levine, S. L. Nguyen, H. I. Rasool, J. A. Wright, S. E. Brown, R. B. Kaner, J. Am. Chem. Soc. 2008, 130, 16953.
77. M. G. Kanatzidis, R. Pottgen, W. Jeitschko, Angew. Chem. Int. Ed. 2005, 44, 6996.
78. S. Otani, J. Ceram. Soc. Jpn. 2000, 108, 955.
79. S. Otani, Y. Xuan, Y. Yajima, T. Mori, J. Alloys Compd. 2003, 361, L1.
80. I. Higashi, M. Kobayashi, S. Okada, K. Hamano, T. Lundstrom, J. Cryst. Growth 1993, 128, 1113.
81. S. Okada, K. Kudou, I. Higashi, T. Lundstroem, J. Oyst. Growth 1993, 128, 1120.
82. S. Okada, K. Kudou, T. Lundstrom, Jpn. J. Appl. Phys. Part 1 1995, 34, 226.
83. S. Niemann, W. Jeitschko, Z. Naturforsch. B 1993, 48, 1767.
84. I. Higashi, Y. Takahashi, T. Atoda, J. Cryst. Growth 1976, 33, 207.
85. K. Nakano, H. Hayashi, T. Imura, J. Cryst. Growth 1974, 24, 679.
86. E. O. Hall, Proc. Phys. Soc. London Sect. B 1951, 64, 747.
87. N. J. Petch, J. Iron Steel Inst. London 1953, 174, 25.
88. X. Hao, Y. Xu, Z. Wu, D. Zhou, X. Liu, X. Cao, J. Meng, Phys. Rev. B 2006, 74, 224112/1.
89. G. Steinle-Neumann, L. Stixrude, R. E. Cohen, Phys. Rev. B 1999, 60, 791.
90. M. B. Weinberger, J. B. Levine, H.-Y. Chung, R. W. Cumberland, H. I. Rasool, J.-M. Yang, R. B. Kaner, S. H. Tolbert, Chem. Mater. 2009, 21, 1915.
91. R. Hill, Proc. Phys. Soc. London 1952, 65, 349.
92. J. Qin, D. He, J. Wang, L. Fang, L. Lei, Y. Li, J. Hu, Z. Kou, Y. Bi, Adv. Mater. 2008, 20, 1.
93. S. N. Tkachev, J. B. Levine, A. Kisliuk, A. P. Sokolov, S. Guo, J. T. Eng, R. B. Kaner, Adv. Mater. 2009, 27, 1.
94. J. R. Sandercock, Top. Appl. Phys. 1982, 51, 173.
95. A. Raveh, I. Zukerman, R. Shneck, R. Avni, I. Fried, Surf. Coat. Technol. 2007, 201, 6136.
96. J. Patscheider, MRS Bull. 2003, 28, 180.
97. H. G. Prengel, W. R. Pfouts, A. T. Santhanam, Surf. Coat. Technol. 1998, 102, 183.
98. M. Chhowalla, H. E. Unalan, Nat. Mater. 2005, 4, 317.
99. W. J. Zhang, I. Bello, Y. Lifshitz, S. T. Lee, MRS Bull. 2003, 28, 184.
100. J. E. Sundgren, Thin Solid Films 1985, 128, 21.
101. S. Veprek, M. G. J. Veprek-Heijman, P. Karvankova, J. Prochazka, Thin Solid Films 2005, 476, 1.
102. A. Latini, J. V. Rau, D. Ferro, R.Teghil, V. R. Albertini, S. M. Barinov, Chem. Mater. 2008, 20, 4507.
103. A. lost, R. Bigot, Surf. Coat. Technol. 1996, 80, 117.
104. B. Jonsson, S. Hogmark, Thin Solid Films 1984, 114, 257.
105. A. M. Korsunsky, M. R. McGurk, S. J. Bull, T. F. Page, Surf. Coat. Technol. 1998, 99, 171.
106. E. S. Puchi-Cabrera, Surf. Coat. Technol. 2002, 160, 177.
107. J. V. Rau, A. Latini, A. Generosi, V. R. Albertini, D. Ferro, R. Teghil, S. M. Barinov, Acta Mater. 2009, 57, 673.
108. R. A. Andrievski, Int. J. Refract. Met. Hard Mater. 2001, 19, 447.
109. R. W. Cumberland, R. G. Blair, C. H. Wallace, T. K. Reynolds, R. B. Kaner, J. Phys. Chem. B 2001, 105 11922.
110. Q. Gu, G. Krauss, W. Steurer, Adv. Mater. 2008, 20, 3620.
111. R. J. Nelmes.J. S. Loveday, D. R. Allan, J. M. Besson, G. Hamel, P. Grima, S. Hull, Phys. Rev. B 1993, 47, 7668.
112. P. A. Romans, M. P. Krug, Acta Crystallogr. 1966, 20, 313.
113. M. Wang, Y. Li, T. Cui, Y. Ma, G. Zou, Appl. Phys. Lett. 2008, 93 101905.
114. T. Lundström, I. Rosenberg, J. Solid State Chem. 1973, 6, 299.
115. E. J. Felten, J. Am. Chem. Soc. 1956, 78, 5977.
116. P. Rogl, E. Rudy, J. Solid State Chem. 1978, 24, 175.
117. P. Rogl, H. Nowotny, F. Benesovs, Monatsh. Chem. 1970, 101, 850.
118. P. Rogl, H. Nowotny, F. Benesovs, Monatsh. Chem. 1970, 101, 27.