(纯计算)南京大学孙建团队Phys. Rev. B: Ca-Ge体系中压力诱导的键合多样性、电子拓扑与超导电子化合物

本文研究了锗化钙在高压下的晶体结构和物理性质。背景方面，IV族元素如碳和硅已展现出多样的键合和晶体结构，但锗的潜在构型及其性质尚未充分探索。研究目的是通过晶体结构预测方法，确定锗化钙在高压下的稳定相及其物理特性。研究发现，锗化钙体系在高压下呈现出多种键合类型和结构，包括锯齿形、方形环等。特别值得注意的是，Ca2Ge体系经历了金属-绝缘体相变，并转变为具有非平庸能带拓扑的六方结构。此外，富钙化合物中存在多种电子化合物相，其中Ca4Ge Imma相在60 GPa下表现出约10 K的超导转变温度。结论表明，引入金属原子可以诱导IV族元素的多种键合特征，从而产生包括超导和拓扑行为在内的广泛物理性质。