【摘 要】
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高压可以产生常压环境下所不具有的新的物理效应,例如：电子的重新分布或离域化,以及原子化学特性的变化.在这里,经第一性原理计算预测出一个新颖的氮化铝AlN5化合物：空间群
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高压可以产生常压环境下所不具有的新的物理效应,例如：电子的重新分布或离域化,以及原子化学特性的变化.在这里,经第一性原理计算预测出一个新颖的氮化铝AlN5化合物：空间群P-1 (20 GPa)和I-42d(100 GPa)结构.高压电子结构的计算表明,P-1相中π电子在路易斯聚合氮结构中具有离域化效应导致强共价键体系显示金属化并有助于系统的稳定性.这意味着并非所有具有高度局部化电子的强共价键体系在Ⅲ-Ⅵ主族中都表现出非金属性质.随着压力的增加,晶体结构发生变化,电子性质发生由金属至绝缘性高压相变.I.-42d相的绝缘性主要是由于电子的高度局域化导致.此外,随着压力的增加,带隙异常增大,表现出强烈的杂化诱导的非金属化.在P-1相中形成聚合氮链由sp2杂化驱动,但是在I-42d相中由sp2和sp3杂化的混合物驱动.有趣的是,它们同时具有高能量密度和高硬度特性.P-1相的能量密度和硬度高达3.29 kJ/g和15.2 GPa,I-42d相,能够达到6.14 kJ/g和31.7GPa.
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