LiTaO3晶体高压结构相变的理论研究

摘要

利用基于密度泛函理论的平面波赝势结合局域密度近似方法计算LiTaO3单晶在0～200GPa压力范围内的冷压-比容(P-V/V0)关系以及零温焓.参照同构体LiNbO3的高压相变结构,计算考虑了R3c菱形(R)结构(室温大气压相)和Pbnm正交(O)结构.其结果表明:R3c菱形相的压缩线与低压冲击实验数据[StantonPLetal.1979]和静压数据[ZhangWWetal.2002]符合较好,而Pbnm正交相的压缩线与我们的高压冲击实验结果(已扣除热压贡献)相符,两相H-P(焓-压力)曲线相交于～23GPa,所得高压相更难压缩且各轴向的压缩率不同,对应的常态密度比初始相高约23％.该计算方法能够很好地揭示LiTaO3的高压相变规律,为实验结果的解读提供了理论依据,同时对类似ABO3型晶体的高压物性研究也具有一定的参考意义。