BaF2高压相变行为的第一性原理研究

• 作者: 田城 蓝剑雄 王苍龙 翟鹏飞 刘杰
• 来源期刊: 物理学报
• 关键词: 第一性原理 BaF2 相变 滞后现象
• 年，卷（期）: 2022,（1）
• 所属期刊栏目: 凝聚物质:电子结构、电学、磁学和光学性质|CONDENSED MATTER: ELECTRONIC STRUCTURE, ELECTRICAL,MAGNETIC, AND OPTICAL PROPERTIES
• 页码范围: 219-226
• 页数: 8页
• 语种: 中文
• DOI: 10.7498/aps.71.20211163

摘要

通过理论计算研究了BaF2在高压下的晶体结构及物理性质.结果表明,在3.5和18.3 GPa,BaF2依次经历了Fm(3)m-Pnma-P63/mmc两次结构相变,相变过程伴随着体积的塌缩,均为一级相变.约15 GP时,Pnma相晶轴压缩性出现异常,表现为随压强增大,晶轴bo轻微增加,ao 略微减小.对其电子态密度进行分析发现,在16 GPa以后,由于F1原子的py+pz与px轨道电子离域,导致其带隙随压强增加而降低.在约20 GPa时,Pnma相完全转变为P63/mmc相,相变完成.对BaF2的拉曼峰位随压强变化进行了计算,为其高压拉曼光谱行为提供了相应的理论依据.计算了 P63/mmc相在不同压强下的声子色散曲线,揭示了其卸压过程中的滞后机制,计算结果还预测该物相至少可以稳定到80 GPa.