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Be-H 体系中稳定化合物、晶体结构及超导性的探索

材料科学 2014-07-15 v2 计算物理

摘要

利用第一性原理变组成演化方法,我们探索了 0 至 400 GPa 压力下氢化铍的高压结构。我们发现 BeH2_2 是该压力范围内唯一稳定的化合物。预测的压力诱导相变为 IbamIbam \rightarrow P3ˉm1P\bar{3}m1 \rightarrow R3ˉmR\bar{3}m \rightarrow CmcmCmcm \rightarrow P4/nmmP4/nmm,分别发生在 24、139、204 和 349 GPa。P3ˉm1P\bar{3}m1R3ˉmR\bar{3}m 结构是基于 H 原子密堆积的层状多型体,Be 原子填充交替层中的八面体空隙。CmcmCmcmP4/nmmP4/nmm 结构具有强键的三维网络,但也分别具有 H-H 距离较短的矩形和正方形 H 原子层。P3ˉm1P\bar{3}m1R3ˉmR\bar{3}m 是半导体,而 CmcmCmcmP4/nmmP4/nmm 是金属。我们探索了这两种金属相的超导电性,发现在 250 GPa 下 CmcmCmcm 相具有较大的电子 - 声子耦合参数 λ\lambda =0.63(导致 TcT_c 为 32.1-44.1 K),在 400 GPa 下 P4/nmmP4/nmm 相的 λ\lambda =0.65(TcT_c = 46.1-62.4 K)。TcT_c 对压力的依赖性表明,TcT_c 最初增加,在 275 GPa 下 CmcmCmcm 相达到最大值 45.1 K,在 365 GPa 下 P4/nmmP4/nmm 相达到 97.0 K,随后随着压力增加两相的 TcT_c 均下降。

关键词

引用

@article{arxiv.1407.2000,
  title  = {Exploration of stable compounds, crystal structures, and superconductivity in the Be-H system},
  author = {Shuyin Yu and Qingfeng Zeng and Artem R. Oganov and Chaohao Hu and Gilles Frapper and Litong Zhang},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1407.2000},
  year   = {2014}
}