高压下四碘化锡结构相变的理论揭示

本文主要探讨了四碘化锡（SnI4）在高压条件下的结构相变行为，由段德芳、田夫波、刘云仙和崔田四位研究人员合作完成。他们的研究基于密度泛函理论这一强大的第一性原理方法，这是一种在计算化学中广泛应用的理论框架，用于模拟和预测材料在不同压力下的电子结构和几何构型。 首先，研究团队成功地模拟了四碘化锡分子晶体在高压下的动态过程。他们观察到，在5.7吉帕（GPa）的压力下，晶体相I（CPI）发生相变，转变为晶体相II（CPII）。随着压力的进一步增加，约在22.5 GPa时，晶体相II转变为非晶态，这与已有的实验数据高度一致，显示出理论模型的准确性。 作者段德芳作为副教授，专注于高压下富氢超导材料的计算机模拟，而崔田教授则在极端条件下凝聚态物质的结构与性质研究方面有所建树。他们的合作揭示了SnI4在高压下的关键物理特性，如Sn-I和I-I原子间的距离变化，这些参数通过X射线衍射(XRD)谱得到了很好的验证，进一步支持了他们提出的晶体相II的结构。这个结构具有空间群P2/m，显示出良好的理论预测能力。 此外，值得注意的是，他们在研究中还发现，CPII在8 GPa的压力下经历了一个重要的相变，从绝缘体转变为金属，这是由于能带的重叠效应导致的。这个发现对于理解SnI4的电学性质随压力变化的规律具有重要意义，也为高压下其他相似化合物的理论设计提供了有价值的信息。 这项工作不仅深化了我们对四碘化锡高压下结构相变的理解，也展示了第一性原理方法在凝聚态物理研究中的应用价值，特别是在预测和解释实验现象方面。其研究成果发表在《中国科技论文在线》，并受到高等学校博士学科点专项科研基金和国家重大基础研究计划的支持，对于推动高压物理领域的发展具有重要贡献。