MgH${_2}$ 的压力诱导结构相变

本文利用密度泛函总能计算研究了 MgH$_2$ 在高达 20~GPa 压力下的稳定性。在环境压力下，$\alpha$-MgH${_2}$ 具有 TiO$_2$-金红石型结构。预测 $\alpha$-MgH$_2$ 在 0.39~GPa 时转变为 $\gamma$-MgH{_2。计算得到的 $\alpha$- 和 $\gamma$-MgH${_2}$ 的结构数据与实验值非常吻合。在平衡状态下，这些变体之间的能量差非常小，因此两相在一定体积和压力范围内共存。在 3.84~GPa 以上，$\gamma$-MgH${_2}$ 转变为 $\beta$-MgH${_2}$，与实验结果一致。在更高压力下还确定了两次进一步的相变：i) 在 6.73 GPa 时 $\beta$- 转变为 $\delta$-MgH${_2}$，以及 ii) 在 10.26~GPa 时 $\delta$- 转变为 $\epsilon$-MgH${_2}$。