魔密结构金属间化合物ZrRe?在压力依赖下的拓扑特性与多性质系统研究

《Scientific Reports》：First-principles investigation of the pressure dependent physical properties of intermetallic kagome ZrRe2

　　

摘要

含有魔密结构晶格的金属间化合物已成为凝聚态物理学中一个充满活力的新兴领域，引起了极大的关注。我们基于第一性原理密度泛函理论（DFT），对魔密结构金属间化合物ZrRe?在压力依赖下的结构、电子、力学、热物理、振动和光学性质进行了系统研究。计算所得的基态结构参数与已有实验结果高度吻合。估计的结构参数、弹性常数和声子色散关系均证实了ZrRe₂在25 GPa范围内具有结构、化学、力学和动力学稳定性。本文首次从电子能带结构中识别出了该材料的魔密结构特征。ZrRe₂在0 GPa时表现出拓扑特性（狄拉克点），该特征在约12 GPa的临界压力下消失。费米面（FS）分析预测ZrRe₂可能具有电荷密度波（CDW）相。电子结构和光学性质研究证实了其金属特性。估计的Pugh比值、泊松比和可加工性指数表明，该化合物在所研究的压力范围内保持延性，并表现出优异的可加工性。德拜温度和声子热导率适中，而熔点相对较高。此外，ZrRe₂具有中等强度的电子-声子耦合，该耦合在压力作用下因声子模式硬化而减弱。因此，超导转变温度随压力增加而降低。该化合物还具有作为热障涂层（TBC）材料的潜在应用前景。本文所研究的性质和进行的分析大多具有新颖性。