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性質(zhì)，石墨是黑色的導體，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，量子化學理論取得了令人矚目的豐碩成果。采用第一性原理預測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；對于多原子體系而言，由于原子間電子作用的復雜性，理論計算與實驗結(jié)果尚存在一定的誤差，盡管如此，多原子體系的理論預測在人工合成新材料的工作中仍然發(fā)揮著重要的指導作用。Liu 和Cohen于1989年在Science上發(fā)表的文章從理論上預測了比金剛石還硬的β-C3N4材料后，在國際材料、物化學等領(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，還具有許多獨特的物理、化學特性，其潛在的應用領(lǐng)域也在逐步拓寬。要建立材料的成分、結(jié)構(gòu)與其物理、化學性質(zhì)的關(guān)系仍需要進行大量細致的研究工作。由B、C、N組成的新型二元或三元化合物將在機械、電子、生物和化學等應用領(lǐng)域發(fā)揮重要作用。