高压高温下三氧化二铅Pb2O3的结构稳定性与电子特性：新型电极材料的探索

（编辑推荐）本研究通过CALYPSO结构预测方法，首次揭示了Pb2O3在9.7-34.8 GPa高压下的两相稳定结构（Cmcm和P21/m），其独特的混合价态（PbII/PbIV）和半导体特性为铅酸电池电极材料设计提供了新思路。

　　

Highlight

铅氧化物在工业和技术领域占据关键地位，尤其在能量存储领域，它们是铅酸电池中电极形成和电化学循环的核心材料。这些材料因其迷人的结构和物理化学性质持续吸引广泛关注。高压能显著改变化学键并诱导结构转变，为发现具有潜在功能应用的外来稳定或亚稳相提供了有效途径。

Results and discussions

通过相对能量稳定的元素参考（hcp-Pb、Cmcm-O₂和ε-O₂）计算各结构的形成焓。形成焓计算公式为：ΔH(Pb_1-xO_x)=H(Pb_1-xO_x)-(1-x)H(固态Pb)-xH(固态O)（0

Summary and conclusions

总之，我们系统预测了铅氧化物在50 GPa压力下的结构，并鉴定出Pb₂O₃的两个高压相。Cmcm相在9.7-16.8 GPa稳定，并可能在常压室温下保持亚稳态；P2₁/m相则在16.8-34.8 GPa稳定。两相均具有对应+II和+IV氧化态的两种不等价Pb中心多面体。电子计算表明，残余价电子导致多面体空位，并影响压力诱导的相行为。