高压下锗化镁的金属化相变研究

• 作者: 何竹 刘其军 刘秀茹 唐斌 张林基 沈如 王君龙 陈元正
• 来源期刊: 物理学报
• 关键词: 锗化镁 金属化相变 高压拉曼 第一性原理计算
• 年，卷（期）: 2017,（16）
• 所属期刊栏目: 凝聚物质:结构、力学和热学性质
• 页码范围: 215-222
• 页数: 8页
• 语种: 中文
• DOI: 10.7498/aps.66.166201

摘要

锗化镁是一种窄带半导体,压力作用可以使锗化镁导带底与价带顶的能隙变小.本文基于第一性原理计算了锗化镁在高压下的能带结构以及反萤石相(常压稳定相)和反氯铅矿相(高压相)的焓值,发现在7.5 GPa时反萤石结构锗化镁导带底与价带顶的能隙闭合,预示着半导体相转变为金属相,计算结果还预测在11.0 GPa时锗化镁发生从反萤石结构到反氯铅矿结构的相变.实验研究方面,本文采用长条形压砧在连续加压条件下测量了锗化镁高压下的电阻变化,采用金刚石对顶压砧测量了锗化镁的高压原位拉曼光谱,发现在8.7 GPa锗化镁的电阻出现不连续变化,9.8 GPa以上锗化镁的拉曼振动峰消失.由于金属相的自由电子浓度高会阻碍激发光进入样品,进而引起拉曼振动峰消失,因此我们推测锗化镁在9.8 GPa转变为金属相.