高压下 ReN$_2$ 多晶型体的热力学与电子性质

Ferenc Tasnádi; Florian Bock; Alena Ponomareva; Maxim Bykov; Saiana Khandarkhaeva; Leonid Dubrovinsky; Igor A. Abrikosov

doi:10.1103/PhysRevB.104.184103

高压下 ReN$_2$ 多晶型体的热力学与电子性质

材料科学 2021-11-17 v1

作者: Ferenc Tasnádi , Florian Bock , Alena Ponomareva , Maxim Bykov , Saiana Khandarkhaeva , Leonid Dubrovinsky , Igor A. Abrikosov

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摘要

具有过渡金属二氮化物中罕见晶体结构以及高硬度与体模量的氮过氮化铼 ReN $_2$ 的高压合成引起了广泛关注。我们研究了 ReN $_2$ 的 P2 $_1$ /c 相的热力学与电子性质，并与文献中提出的另两种多晶型 C2/m 与 P4/mbm 相进行比较。我们在零温下对形成焓的计算表明，在压力 p=170 GPa 以内前者为三者中最稳定者，其后在更高压力下 P4/mbm 相稳定化。该理论预言由在 $\approx$ 175 GPa 下金刚石压砧合成 P4/mbm ReN $_2$ 所证实。在 p=100 GPa 的准谐近似下考虑有限温度效应，我们证明 P2 $_1$ /c 相至少在 1000 K 以内具有最低的形成自由能。我们对氮过氮化铼电子结构压力依赖的分析表明在约 18 GPa 附近存在两次电子拓扑跃迁：当布里渊区高对称 Y $_2$ 点出现新的电子囊而 $\Gamma$ -A 线附近稍偏离处发生颈部断裂时，费米面改变其拓扑。

关键词

氮过氮化铼高压多晶型体形成焓电子结构电子拓扑跃迁金刚石压砧

引用

@article{arxiv.2109.09422,
  title  = {Thermodynamic and electronic properties of ReN$_2$ polymorphs at high-pressure},
  author = {Ferenc Tasnádi and Florian Bock and Alena Ponomareva and Maxim Bykov and Saiana Khandarkhaeva and Leonid Dubrovinsky and Igor A. Abrikosov},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2109.09422},
  year   = {2021}
}

备注

15 pages, 7 figures, 3 tables

高压下 ReN$_2$ 多晶型体的热力学与电子性质

摘要

关键词

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