延边大学学报(自然科学版)

2021, v.47;No.141(01) 36-41

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高压下Mg_3P_2晶体结构的相变与物性研究
Phase transition and properties of Mg_3P_2 crystal structure under high pressure

刘涵;张奥;刘思远;程宇衡;刘艳辉;

摘要(Abstract):

基于第一性原理并结合卡利普索(CALYPSO)晶体结构预测方法,在压强为0~100 GPa的范围内,对Mg_3P_2晶体的结构、相变行为和物理性质进行了研究.研究结果显示:在常压下,空间群为Ia-3的立方结构的能量最低,结构最为稳定,且其结构与实验所得结构一致;在压强为2.5 GPa时,Mg_3P_2发生结构相变,由立方的Ia-3结构转变为空间群为P-3m1的单斜结构;在压强为19.9 GPa时,晶体结构相变为空间群为C2/m的单斜结构;在48.2 GPa时,晶体结构相变为空间群为Cmc 2_1的单斜结构.对晶体结构的声子色散关系进行分析显示,预测得出的4个结构在各自的布里渊区里均没有出现虚频,表明这4个结构均具有动力学稳定性.对晶体结构的电子性质进行计算显示,预测得出的Ia-3相、P-3m1相、C2/m相和Cmc2_1相中的导带和价带在费米面附近均未发生交叠,表明这4个结构均呈非金属性质.晶体结构的电子局域函数计算显示,在4个相结构中,Mg和P原子之间均存在极性共价键.对晶体结构的Bader电荷转移进行计算显示,P原子是受主,Mg原子是施主,电荷从Mg原子向P原子转移.

关键词(KeyWords): Mg_3P_2;晶体结构;第一性原理;高压;相变行为

Abstract:

Keywords:

基金项目(Foundation): 国家自然科学基金(11764043);; 吉林省科技厅自然科学基金面上项目(20180101226JC)

作者(Author): 刘涵;张奥;刘思远;程宇衡;刘艳辉;

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DOI: 10.16379/j.cnki.issn.1004-4353.2021.01.007

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