基于二维 BiS2 层不同三维堆叠序列的 LaOBiS2 型化合物的多型性
材料科学
2016-06-01 v2
摘要
近年来，LaOBiS2 型材料因具有低温超导、隐藏自旋极化和电场可调狄拉克锥等多种有趣的物理性质而备受关注。然而，人们通常认为每种 LaOBiS2 型化合物都具有独特且特定的晶体结构（空间群 P4/nmm），并与其他相分离。利用第一性原理总能量和稳定性计算，我们确认先前将中心对称的 P4/nmm 结构归属于 LaOBiS2 是不正确的，因为声子不稳定性使得该结构不可能存在。此外，我们发现该不稳定结构被一系列能量上紧密相邻的变体（多型体）所取代，这些变体在层序列和取向方面存在差异。我们发现，局域 Bi-S 畸变导致了三种具有不同畸变 BiS2 层堆叠模式的 LaOBiS2 多型体。LaOBiS2 各多型体之间的能量差仅约 1 meV/晶胞，表明在实际样品中所有可能的多型体共存，且多型体的特定分布可能由生长诱导。面内畸变可通过压力抑制，从而在压力大于 2.5 GPa 时导致从多型体到高对称性 P4/nmm 结构的相变。此外，中间原子（替代 La）或活性原子（BiS2）的不同选择也可能表现出不同的基态结构。因此，可以通过压力或替换 LaOBiS2 族中的共价原子来调控畸变和基态。
引用
@article{arxiv.1512.04505,
title = {Polytypism in LaOBiS2-type compounds based on different three-dimensional stacking sequences of two-dimensional BiS2 layers},
author = {Qihang Liu and Xiuwen Zhang and Alex Zunger},
journal= {arXiv preprint arXiv:1512.04505},
year = {2016}
}
备注
17 pages, 4 figures