高圧相としてのβ-Sn型構造

Abstract

金属的結晶構造の凝集に重要な役割を果たす静電マーデルングエネルギーを定量的に評価することにより,高圧相としての正方β-Sn型構造の存在を調べる。高圧相としてのβ-Sn型構造には、大気圧下で白色錫として存在するβ-Sn(I)型に加えてβ-Sn(II)型の可能性も考えられる。正四面体的配置をとる共有給合性結晶の高圧相としては,IV族材料,III-V族化合物ではβ-Sn(I)型が,II-VI,I-VII族化合物ではβ-Sn型よりNaCl型構造の存在が定性的に予期される。単体材料の高圧相としては,β-Sn(I)型に加えてβ-Sn(II)型の出現の可能性があり,電子系エネルギーの寄与も考慮に入れることにより,高圧相転移の定量的評価が固体電子論の立場から成される。アルカリ金属の高圧Cs IV相は,我々が予測したβ-Sn(II)相に相当する。より高圧で,β-Sn(II)相は,β-Sn(I)相と比較して安定化する傾向がある。ダイヤモンド型又はジンクブレンド型とβ-Sn(I)相及びβ-Sn(II)相間の相対的安定性に関する数値計算が,SiとGaSbについて実行され,又,bcc,fcc,β-Sn(I)相及びβ-Sn(II)相間に対しては,RbとCsについて,擬ポテンシャル法に基づいた我々の摂動論的取扱いを用いて実行された。更に,相転移圧力,相対体積,体積の飛び及び遷移熱が実験値と共に議論される。