nacl晶体的晶胞模型（Nat.Commun.:首次在实验中直接观察到压力诱导的铁电相转变）

第一作者：Weizhao Cai

通讯作者：Jiangang He，Mercouri G. Kanatzidis，Shanti Deemyad

通讯单位：美国西北大学材料科学与工程系，美国西北大学化学系，美国犹他大学物理与天文学系，

铁电通常在静水压力下受到抑制，因为有利于非极性相的短程斥力的增长速度快于倾向于铁电相的长程相互作用。最近，基于单晶X射线衍射和密度泛函理论，美国犹他大学Shanti Deemyad 课题组联合美国西北大学Jiangang He和Mercouri G. Kanatzidis提供了在两个同质结构的缺陷反钙钛矿Hg3Te2Cl2 (15.5 GPa)和Hg3Te2Br2 (17.5 GPa)中受压力诱导从I213相转变为R3的铁电像转变的直接实验证据。第一性原理计算表明，这种转变归因于红外声子模式Γ4的压力诱导软化类似于原型铁电材料BaTiO3在室温压力下的机理。此外，他们观察到Hg3Te2Br2的金属带隙从〜2.5 eV逐渐闭合到类似金属的状态，即使在半导体向金属过渡之后，R3相也出乎意料地稳定。这项研究证明了这类材料在压力下可能会出现极性金属，并确定了钙钛矿相关系统中压力诱导的类似铁电体转变的可能性。

图1：室温下压缩在氦气中的Hg3Te2X2的晶格参数

图2：Hg3Te2Br2在不同压力下的晶体结构

图3：Hg3Te2Br2的压力诱导金属化

图4：Hg3Te2X2在压力下的电子结构

图5：压力下Hg3Te2Cl2 I213相的声子色散

图6：Hg3Te2Cl2的晶体结构和物理性质随压力的变化

原文链接：

https://www.nature.com/articles/s41467-021-21836-7

课题组主页：

http://wolverton.northwestern.edu/members/jiangang-he

https://chemgroups.northwestern.edu/kanatzidis/

https://faculty.utah.edu/u0683412-SHANTI_DEEMYAD/hm/index.hml