高压下Ir2P晶体结构预测与物理性质

摘要

在压强为0～100 GPa范围内,运用CALYPSO结构搜索技术,结合基于密度泛函理论中的第一性原理方法,对Ir2P晶体进行结构预测,并对预测出的晶体结构和物理性质进行细致的研究.在常压下,预测得出a-Ir2P相具有立方结构,其空间群为Fm3m,与实验所得结构一致;压强为86.4 GPa时,发生结构相变,由a-Ir2P相转变为β-Ir2P相,为四方结构,其空间群为14/mmm.在相变过程中,晶体体积发生坍塌,并且出现不连续变化的一级相变.电子性质计算表明,86.4 GPa时,预测的β-Ir2P相中导带和价带在费米面附近发生交叠,表明其结构具有金属性质;电子局域函数计算表明,β-Ir2P相具有丰富的化学键,包括极性共价键、金属键和离子键;Bader电荷转移计算得出,由于Ir原子具有较强的电负性,β-Ir2P相中每个P原子向每个Ir原子电荷转移0.19e.