GaPt$_{5}$P 低温下的一阶结构相变及其随压力的快速增强

XPt$_{5}$P (X = Al, Ga, 和 In) 单晶是在高温下从 Pt-P 溶液中生长的，并进行了环境压强下随温度变化的磁化率、电阻率和 X 射线衍射测量。此外，还在 GaPt$_{5}$P 上测量了环境压强下的霍尔电阻率和压力下的随温度变化电阻。这三种化合物在室温下均具有四方 $P4/mmm$ 晶体结构，在 $2-300$~K 温度范围内表现出金属传输和弱抗磁性。令人惊讶的是，在环境压强下，GaPt$_{5}$P 的传输和磁化率测量在 $70-90$~K 区域均显示出阶梯状特征，表明可能存在结构相变，而在 (Al/In)Pt$_{5}$P 中未观察到此类特征。该特征的滞后性和尖锐性表明这是一阶相变，单晶 X 射线衍射测量提供了该结构相变的进一步细节，表明相变以下的晶体对称性可能不同于 $P4/mmm$。该相变的特征是晶格参数的各向异性变化、体积坍缩以及两个不同波矢处的卫星峰。密度泛函理论计算提出声子软化是一种可能的驱动机制。此外，结构相变温度随压力增加而迅速升高，在约 $\sim 2.2$~GPa 时达到室温，突显了 GaPt$_{5}$P 室温结构的高度压力敏感性和脆弱性。尽管体积坍缩和极端的压力敏感性表明化学压力应能在具有更小晶胞尺寸和体积的 AlPt$_{5}$P 中驱动类似的结构变化，但发现其结构同样为 $P4/mmm$。总体而言，GaPt$_{5}$P 是 1-5-1 族化合物中唯一具有温度驱动结构变化的成员。