高压下分子晶体氢的金属态与半金属态
材料科学
2022-01-12 v1 计算物理
摘要
在密度泛函理论框架下应用第一性原理分子动力学方法，分析温度 100\,K 下晶体分子氢的结构与电子性质。计算了压力、对关联函数与能带结构。在 302–626\,GPa 压力范围内压缩时，观察到分子晶体氢从半导体态向半金属态和金属态的跨变。在低于 361\,GPa 的压力下，具有 C2/c 结构的分子晶体为带间接带隙的半导体。在 361–527\,GPa 压力范围内，单斜 C2/c 晶格的能带结构具有特征性的半金属轮廓，其价带部分未占据、导带部分占据。当压缩至高于 544\,GPa 的压力时，结构由单斜 C2/c 转变为正交 Cmca，伴随直接带隙值急剧下降（超过两个数量级），这表明所得结构具有金属导电性。该金属态为亚稳态，并持续存在至 626\,GPa 压力。
引用
@article{arxiv.2201.03966,
title = {Metallic and semimetallic states of molecular crystalline hydrogen at high pressures},
author = {I. Saitov},
journal= {arXiv preprint arXiv:2201.03966},
year = {2022}
}
备注
7 pages, 7 figures