【摘 要】
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碲化锡（SnTe）是一种典型的窄带隙四六族半导体材料，最近理论和实验研究发现它还是一种新型拓扑绝缘体。然而，SnTe高压结构的不确定性严重阻碍了人们对其电子性质的进一步探索。本文我们利用高压同步辐射实验结合第一性原理理论计算方法研究了SnTe的高压结构、相变机制和电子性质随压力的变化行为，得到以下创新性成果：1.通过对高压X-ray衍射实验数据、理论计算的热力学稳定性（晶体结构预测）、能垒以及声子
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碲化锡（SnTe）是一种典型的窄带隙四六族半导体材料，最近理论和实验研究发现它还是一种新型拓扑绝缘体。然而，SnTe高压结构的不确定性严重阻碍了人们对其电子性质的进一步探索。本文我们利用高压同步辐射实验结合第一性原理理论计算方法研究了SnTe的高压结构、相变机制和电子性质随压力的变化行为，得到以下创新性成果：1.通过对高压X-ray衍射实验数据、理论计算的热力学稳定性（晶体结构预测）、能垒以及声子模式的系统分析，得出碲化锡在中间相的压力区间是三个正交相Pnma、Cmcm和GeS结构的动态共存，分别建立了低压相，中间相和高压相的相边界，并进一步阐明了相应的相变机制。2.通过电子性质的系统研究，发现面心立方相SnTe的带隙随着压强的升高而增大；动量空间的等能面形状发生变化，说明压强还导致了电子拓扑结构相变的产生，这将直接影响SnTe的光学性质和电子输运行为；发现碲化锡的拓扑绝缘态在高压下得以加强；发现压强可以改变SnTe的电子带隙和费米面拓扑行为，进而可以调控一系列物理性质。3.高压相（体心立方结构）的电子能带中既存在比较平的能带（提供高局域的电子），又存在陡峭的电子能带（提供快速移动的电子），它们可以促使费米面处电子对的形成和超导转变温度的提高。在相变的边界18GPa，体心立方结构的超导转变温度的计算值为7.16K,与实验上观察到最大值7.5K非常接近。电子能带的计算发现，Pnma和Cmcm结构在存在的压强区间都发生了电子拓扑形貌转变，它们都是弱的金属，在费米面上仅有很小的电子态密度，并且都是超导体，超导转变温度分别是0.010.03K和0.700.37K。
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