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pressure-induced phase transition in transition metal trifluorides

Chinese Physics B 2022年第10期31卷 102-106页

作者：刘鹏徐美玲吕健高朋越黄呈熙李印威王建云王彦超周密 State Key Laboratory of Superhard Materials&International Center for Computational Method and Software College of PhysicsJilin UniversityChangchun 130012China Laboratory of Quantum Functional Materials Design and Application School of Physics and Electronic EngineeringJiangsu Normal UniversityXuzhou 221116China MIIT Key Laboratory of Semiconductor Microstructure and Quantum Sensing Nanjing University of Science and TechnologyNanjing 210094China

As a fundamental thermodynamic variable, pressure can alter the bonding patterns and drive phase transitions leading to the creation of new high-pressure phases with exotic properties that are inaccessible at ambient pressure. Using the swarm intelligence structural prediction method, the phase transition of TiF_(3), from R-3c to the Pnma phase, was predicted at high pressure, accompanied by the destruction of TiF_6 octahedra and formation of TiF_8 square antiprismatic units. The Pnma phase of TiF_(3), formed using the laser-heated diamond-anvil-cell technique was confirmed via high-pressure x-ray diffraction experiments. Furthermore, the in situ electrical measurements indicate that the newly found Pnma phase has a semiconducting character, which is also consistent with the electronic band structure calculations. Finally, it was shown that this pressure-induced phase transition is a general phenomenon in ScF_(3), VF_(3), CrF_(3), and MnF_(3), offering valuable insights into the high-pressure phases of transition metal trifluorides.

关键词： high-pressure structure transition crystal structure prediction high-pressure x-ray diffraction experiments transition metal

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