硼、碳、氮是地球上豐度較高的三種輕元素，在B-C-N三元體系中，六方結(jié)構(gòu)的石墨和氮化硼具有完全不同的電學(xué)性質(zhì)，石墨是黑色的導(dǎo)體，而立方氮化硼是白色的絕緣體，人們熟知的金剛石、立方氮化硼和碳化硼等材料具有高硬度、耐高溫、寬能隙等特性，在機(jī)械加工和功能元器件方面發(fā)揮了重要作用。目前，在B-C-N三元體系中尚未發(fā)現(xiàn)穩(wěn)定的C-N和B-C-N化合物。近年來(lái)，量子化學(xué)理論取得了令人矚目的豐碩成果。采用第一性原理預(yù)測(cè)單原子和雙原子體系材料的晶體結(jié)構(gòu)，電子結(jié)構(gòu)以及與電子結(jié)構(gòu)相關(guān)的物性已趨于成熟；對(duì)于多原子體系而言，由于原子間電子作用的復(fù)雜性，理論計(jì)算與實(shí)驗(yàn)結(jié)果尚存在一定的誤差，盡管如此，多原子體系的理論預(yù)測(cè)在人工合成新材料的工作中仍然發(fā)揮著重要的指導(dǎo)作用。Liu 和Cohen于1989年在Science上發(fā)表的文章從理論上預(yù)測(cè)了比金剛石還硬的β-C3N4材料后，在國(guó)際材料、物化學(xué)等領(lǐng)域掀起了人工合成C-N、B-C-N新材料的浪潮。經(jīng)過(guò)近20年的努力，人們發(fā)現(xiàn)C-N、B-C-N亞穩(wěn)材料除了可能具有超硬特性外，還具有許多獨(dú)特的物理、化學(xué)特性，其潛在的應(yīng)用領(lǐng)域也在逐步拓寬。要建立材料的成分、結(jié)構(gòu)與其物理、化學(xué)性質(zhì)的關(guān)系仍需要進(jìn)行大量細(xì)致的研究工作。由B、C、N組成的新型二元或三元化合物將在機(jī)械、電子、生物和化學(xué)等應(yīng)用領(lǐng)域發(fā)揮重要作用。