压力稳定的镁硅二元化合物

由镁和硅组成的二元化合物族相当丰富。除众所周知的硅化镁 Mg$_2$Si 外，其他化合物，包括 MgSi$_2$、Mg$_4$Si$_7$、Mg$_5$Si$_6$、MgSi 和 Mg$_9$Si$_5$，也已在析出的 Al-Mg-Si 固溶体中被确认和/或提出。然而，计算研究表明，常压下仅 Mg$_2$Si 热力学稳定，而某一非零静水压可稳定 Mg$_9$Si$_5$，使其能与 Mg$_2$Si 共存。我们对 Mg$_x$Si$_{1-x}$（$1/3\leq x \leq 2/3$）的可行二元化合物进行了全面搜索，为所有化合物发现了众多新结构。一方面，我们发现 MgSi$_2$、MgSi 和 Mg$_9$Si$_5$ 很可能是压力稳定材料；另一方面，我们支持先前研究，对 Mg$_5$Si$_6$ 的存在提出质疑，并声称 Mg$_4$Si$_7$ 的存在仍属开放问题。因此，我们建议：在计算中讨论这些固体（或许还有其他固体）的稳定性时，应显式考虑（静水和/或非静水）压力。我们还发现 MgSi$_2$ 在较宽压力范围内可能展现超导行为，临界温度最高达 $7$ K。