锆的压力诱导结构相变：基于统计系综理论的第一性原理研究

本文从系综理论的角度研究了纯锆金属在室温下压缩至 $160$ GPa 过程中的结构相行为，其中配分函数由我们近期提出的具有第一性原理精度的方法求解。推导得到的吉布斯自由能作为判定相变的准则，计算得到的 $\alpha\rightarrow\omega\rightarrow\beta$ 相变压力分别为 $6.93$ 和 $24.83$ GPa，其中前者据我们所知是目前唯一与多项实验测量相符的理论结果。所获得的无参数状态方程与最新实验结果的差异在整个研究压力范围内小于 $1.5\%$，特别地，当施加压力超过 $40$ GPa 时差异在 $0.7\%$ 以内，这一吻合使我们支持此前观点，即尽管室温下的热效应对相稳定性被我们的定量比较（与 $0$K 结果相比）证实为不可忽略，但先前观测到的由非谐性驱动的同构型相变在 $\beta$ 相中并不存在。