我院董华锋教授在《Physical Review B》发表氙-钠体系在压力下的结构演变的研究进展

近日，物理与光电工程学院物理系董华锋教授在物理学top期刊《Physical Review B》以Letter的形式发表最新理论研究成果

“Stability of xenon-sodium compounds at moderately low pressures（氙-钠化合物在中等低压下的稳定性)”。2021级博士生彭俊豪和2018级本科生王少雄为本文的共同一作，本论文以广东工业大学为唯一通讯单位。

惰性气体具有封闭的价电子层——这意味着很难从其价电子层中移除或增加电子，同时也很难与其他原子共享电子。然而，从轻质（He、Ne）到重质（Xe、Rn）的惰性气体，这种惰性会随着压力的增加而减弱。这种奇异的现象往往会带来全新的化合物形态。

在最近的工作中，作者考虑的是一种特殊的情况，即惰性气体与高电正性元素形成稳定的化合物。较大的电负性差异会使这种化合物趋于稳定。另一方面，氙气应该更容易形成这种化合物，因为它的外层电子更容易极化，即更容易受到外界影响，也更容易形成化学键。通过结合第一性原理计算和遗传进化算法，在较低的压力下，作者发现三个稳定的结构，其中NaXe在43 GPa以上稳定，NaXe₃在62 GPa以上稳定，而NaXe₄在82 GPa以上稳定。这三个结构均为离子性极强的离子化合物。

此外，在这个工作中，作者发现亚稳的结构Na₉Xe和Na₃Xe₇变现出电子盐化合物的特征。这与其他稀有气体在压力下与Na结合形成的化合物有所不同，即随着Na在其中的比例增加时，Na-Xe会从离子化合物转变为电子盐化合物。

董华锋教授于2015年开始在广东工业大学工作，近年来在基于第一性原理计算的结构预测等方向开展了一系列研究并取得重要进展。

以上研究工作得到了国家自然科学基金的支持。

论文链接：DOI: 10.1103/PhysRevB.109.L140103