Dynamics of the Structural Transformation of Crystalline Hydrogen upon the Transition into the Conductive State under Compression

Doklady Physics. 2019. Vol. 64. No. 4. P. 145–149.

Норман Г. Э., Саитов И. М.

В рамках теории функционала плотности исследовано изменение структуры твёрдого водорода при  сжатии вдоль изотермы 100 К в области перехода в проводящее состояние. Рассчитаны давление, парная  корреляционная функция протонов, плотность электронных состояний и электропроводность в диапазоне плотностей водорода от 1,14 до 2,11 г/см3. Обнаружен переход моноклинной структуры молекулярного твёрдого водорода в ромбоэдрическую с симметрией Cmca с 12 атомами водорода в элементарной ячейке. При этом наблюдается увеличение электропроводности, хотя водород остаётся молекулярным. При сжатии до плотности 1,563 г/см3 наблюдается распад молекул водорода. Элементарная ячейка, возникающий при этом, — квазитетраэдр, образован пятью протонами с расстоянием 0,92 Å от центрального протона до четырёх остальных.

Ключевые слова: first-order phase transition, density of states, плотность состояний, Теория функционала плотности, pair correlation function, парная корреляционная функция, solid hydrogen, density functional theory, твёрдый водород, фазовый переход