Кремниево-германиевые сплавы на основе магния: результаты эволюционного поиска из первых принципов

C помощью пакета программ USPEX, реализующих эволюционные алгоритмы на базе теории функционала плотности, был проведен поиск оптимальных структур твердых растворов магния, олова и магния разной стехиометрии Mg_xSi_yGe_z под давлением P ≤ 6 ГПа. В результате эволюционного поиска обнаружены новые возможные трехкомпонентные структуры состава Mg₁₂Ge₃Si, Mg₆Ge₄Si₃, Mg₆Ge₃Si₄, Mg₆GeSi₃, Mg₄Ge₃Si₂, Mg₄Ge₃Si₂, Mg₄SiGe, и Mg₂GeSi, которые имеют отрицательную энтальпию формирования в диапазоне давлений 0 < P ≤ 10 ГПа и не являются твердыми растворами замещения атомов Si атомами Ge в Mg₂Si-матрице или атомов Ge атомами Si в Mg₂Ge-матрице. Эти соединения имеют металлические свойства и их энтальпия образования соизмерима с энтальпией образования бинарных силицидов Mg₂Si. Стабильность пяти из полученных структур подтверждается расчетами их фононных спектрах, в которых не наблюдается мнимых фононных мод.