高压下锗化镁的金属化相变研究

摘要：

锗化镁是一种窄带半导体,压力作用可以使锗化镁导带底与价带顶的能隙变小.本文基于第一性原理计算了锗化镁在高压下的能带结构以及反萤石相(常压稳定相)和反氯铅矿相(高压相)的焓值,发现在7.5 GPa时反萤石结构锗化镁导带底与价带顶的能隙闭合,预示着半导体相转变为金属相,计算结果还预测在11.0 GPa时锗化镁发生从反萤石结构到反氯铅矿结构的相变.实验研究方面,本文采用长条形压砧在连续加压条件下测量了锗化镁高压下的电阻变化,采用金刚石对顶压砧测量了锗化镁的高压原位拉曼光谱,发现在8.7 GPa锗化镁的电阻出现不连续变化,9.8 GPa以上锗化镁的拉曼振动峰消失.由于金属相的自由电子浓度高会阻碍激发光进入样品,进而引起拉曼振动峰消失,因此我们推测锗化镁在9.8 GPa转变为金属相.

关键词：锗化镁、金属化相变、高压拉曼、第一性原理计算

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分类号：TQ3;P3

资助基金：国家自然科学基金11004163;中央高校基本科研业务费专项资金批准号:2682014ZT31,2682016CX065资助的课题. Project supported by the National Natural Science Foundation of ChinaGrant 11004163;the Fundamental Research Funds for Central UniversitiesGrant .2682014ZT31,2682016CX065

在线出版日期：2017-09-13（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共8页

页码：215-222