RuX2(X=P、As、Sb)家族化合物中的压力诱导的超导和拓扑相变(英文)

作者：陈群; 吴珏霏; 王晓梦; 丁弛; 黄天衡; 鲁清; 孙建^*

来源：物理学进展, 2022, 42(06): 195-206.

DOI：10.13725/j.cnki.pip.2022.06.001

• 高压
• 结构搜索
• 相变
• 超导电性
• 拓扑材料

作为热电材料FeSb2的姊妹材料，RuSb2被广泛研究，但以前的工作主要集中在与FeSb2的比较上，尚未对RuSb2在压力下的性质进行深入研究。在本文中，我们研究了RuSb2在压力下的性质，并探讨了其与Ru的磷族化合物RuP2和Ru As2之间晶体和电子结构的异同。我们用晶体结构搜索方法结合第一性原理计算，发现该族化合物经历了一系列结构相变：(Ⅰ)RuSb2:P nnm→I4/mcm→I4/mmm;(Ⅱ) RuP2:P nnm→I41/amd→Cmcm;(Ⅲ) Ru As2:P nnm→P-62m。新发现的五个相在高压下都是热力学和动力学稳定的，并表现出金属性。RuSb2和RuP2的四个高压相在泄压到零压后动力学依旧稳定。我们计算得到RuSb2的I4/mcm和I4/mmm相以及RuP2的I41/amd和Cmcm相的超导转变温度在0 GPa时分别约为7.3 K、10.9 K、13.0 K和10.1 K。另外，RuSb2的I4/mcm和I4/mmm相以及RuP2的I41/amd相还具有拓扑非平庸的表面态。我们的研究表明，压力是调节Ru的磷族化合物结构、电子和超导性质的有效方法。

• 单位
  固体微结构物理国家重点实验室; 南京大学; 上海科技大学