压缩元素与二元合金中正交 Cmca 结构的电子起源
材料科学
2013-05-24 v1
摘要
实验发现，在高压下，碱金属元素（K、Rb、Cs）以及 IV 族（Si、Ge）和 V 族（Bi）的多价元素中形成了具有 16 个原子的复杂正交晶胞结构，空间群为 Cmca（Pearson 符号 oC16）。具有该结构的金属间相在基于 Bi 的二元合金（Bi-Sn、Bi-In、Bi-Pb）的高压下形成。在费米球 - 布里渊区相互作用的框架内，利用近自由电子模型分析了 Cmca-oC16 结构的稳定性。由靠近费米球的一组强衍射反射形成的 Brillouin-Jones 区是晶体能量降低和结构稳定的原因。该区域很好地对应于 Si 和 Ge 中的 4 个价电子，并导致假设 Bi 存在 spd 杂化。为在同一模型内解释该结构在常压下为单价的碱金属中的稳定性，考虑了在强压缩下核心电子与价带电子重叠的可能性。关于价电子数增加的假设有助于理解压缩碱金属元素中复杂结构的序列及其物理性质（如电阻和超导性）的异常变化。
引用
@article{arxiv.1305.5341,
title = {Electronic origin of the orthorhombic Cmca structure in compressed elements and binary alloys},
author = {Valentina F. Degtyareva},
journal= {arXiv preprint arXiv:1305.5341},
year = {2013}
}