第一性原理研究硫化镉高压相变及其电子结构与弹性性质

采用第一性原理研究了CdS的六方纤锌矿(WZ),立方闪锌矿(ZB)和岩盐矿(RS)相在高压条件下的相稳定性、相变点、电子结构以及弹性性能.WZ相与RS相可以在相应的压强范围内稳定存在,而ZB相不能稳定存在.压强大于2.18GPa时,WZ相向RS相发生金属化相变.WZ相中S原子电负性大于Cd,且电负性差值小于1.7,CdS的WZ相为共价晶体.高压作用下,S原子半径被强烈压缩,有效核电荷增加,对层外电子吸引能力提高,电负性急剧增大,导致S与Cd的电负性差值大于1.7,CdS的RS相以离子晶体存在.WZ相的C44随压强增加呈下降趋势,导致WZ相力学不稳定,并向RS相转变.当压强大于2.18GPa时,RS相C11,C12随压强增加而增大,并且C44保持稳定,说明RS相具有良好的高压稳定性与力学性能.