混合泛函研究合理化高压下钙的简单立方相
材料科学
2015-06-11 v1
摘要
自 1984 年以来，简单立方 (SC) 相已被实验确定为元素钙 (Ca) 的高压 III 相。然而，最近在 semi-local 近似内的密度泛函计算表明，该 SC 相在结构上是不稳定的，表现出严重的虚声子，并且在 III 相的压力范围内，相对于理论的体心四方 I41/amd 结构在能量上也是不稳定的。这些计算引发了关于 SC 相有效性的广泛争论。在此，我们通过执行 Heyd-Scuseria-Erhzerhof (HSE) 和 PBE0 混合泛函内更精确的密度泛函计算，重新检验了 SC 结构。我们的计算从根本上合理化了 SC 结构相对于所有其他已知相的相稳定性，证据表明其在高于 33 GPa 时具有实际的能量稳定性，并且在整个研究的压力范围内具有内在的动力学稳定性，未显示任何虚声子。我们进一步确立，长期认为的理论 I41/amd 结构在进入 SC 相之前仅在狭窄的压力范围内保持稳定，并且实际上是最近在低温 14 K 下合成的实验 Ca-III' 的结构，这一结论得到了我们模拟的 X 射线衍射图样与实验数据之间极好一致性的支持。我们的结果有力地揭示了精确电子交换能在正确描述 Ca 势能中所起的关键作用。
引用
@article{arxiv.1209.2335,
title = {Hybrid Functional Study Rationalizes the Simple Cubic Phase of Calcium at High Pressures},
author = {Hanyu Liu and Wenwen Cui and Yanming Ma},
journal= {arXiv preprint arXiv:1209.2335},
year = {2015}
}
备注
submitted to Physical Review B