作为热电材料 FeSb2 的姊妹材料,RuSb2 被广泛研究,但以前的工作主要集中在与 FeSb2 的比较上,尚未对 RuSb2 在压力下的性质进行深入研究。在本文中,我们研究了 RuSb2 在压力
下的性质,并探讨了其与 Ru 的磷族化合物 RuP2 和 RuAs2 之间晶体和电子结构的异同。我们
用晶体结构搜索方法结合第一性原理计算,发现该族化合物经历了一系列结构相变:(I)RuSb2: Pnnm → I4/mcm → I4/mmm;(II) RuP2:Pnnm → I41/amd → Cmcm;(III) RuAs2: Pnnm → P-62m。新发现的五个相在高压下都是热力学和动力学稳定的,并表现出金属性。RuSb2 和 RuP2 的四个高压相在泄压到零压后动力学依旧稳定。我们计算得到 RuSb2 的 I4/mcm 和 I4/mmm 相以及 RuP2 的 I41/amd 和 Cmcm 相的超导转变温度在 0 GPa 时分别约为 7.3 K、
10.9 K、13.0 K 和 10.1 K。另外,RuSb2 的 I4/mcm 和 I4/mmm 相以及 RuP2 的 I41/amd 相还具有拓扑非平庸的表面态。我们的研究表明,压力是调节 Ru 的磷族化合物结构、电子和超
导性质的有效方法。