Полуметаллические состояния кристаллического молекулярного водорода при высоких давлениях
Г. Э. Норман+*, И. М. Саитов+*
+Объединенный институт высоких температур РАН, 125412 Москва, Россия
*Московский физико-технический институт (НИУ), 117303 Москва, Россия
Abstract
Получены полуметаллические состояния кристаллического
молекулярного водорода при температуре 100 К в диапазоне давлений от 410
до 626 ГПа. Для анализа характера проводимости проводится расчет зонной
структуры в рамках теории функционала плотности с использованием
гибридного обменно-корреляционного функционала HSE (Heyd-Scuseria-Ernzerhof).
Одно из полуметаллических состояний возникает в моноклинной
структуре с симметрией C2/c при сжатии до давления 410 ГПа, при котором
происходит закрытие щели между валентной зоной и зоной проводимости.
Причем валентная зона является частично незаполненной, а зона
проводимости - частично заполненной, что является характерным признаком
полуметалла. При давлении 302 ГПа кристаллический молекулярный
водород со структурой C2/c остается изолятором. Найдена зависимость
электропроводности от давления для 300-500 ГПа. Второе полуметаллическое
состояние наблюдается для ромбической структуры с симметрией Cmca-4 при
давлении 626 ГПа.