Exploration de l'interaction entre la structure et le comportement électronique lors des transitions isostructurales et structurelles induites par la pression dans le semimétal de type Weyl NbAs

NbAs est un semimétal de Weyl et appartient au groupe des phases topologiques qui présentent des attributs quantiques et topologiques distincts. Les phases topologiques ont une réponse fondamentalement différente aux perturbations externes, telles que les champs magnétiques. Pour obtenir des informations sur la réponse de telles phases à la pression, nous avons mené une étude complète sur les transitions électroniques et structurelles induites par la pression dans NbAs. Nous avons utilisé des techniques de micro-diffraction des rayons X (XRD) et de micro-spectroscopie des rayons X (XAS) pour élucider les changements à différentes échelles atomiques et électroniques (locale, intermédiaire et volumique) en combinaison avec des calculs théoriques. Les mesures de XRD à haute pression ont révélé un comportement de compression plutôt commun jusqu'à ~12 GPa qui pourrait être ajusté à un formalisme d'équation d'état avec un module de compressibilité de K0 = 179,6 GPa. Les données complémentaires de XAS au bord K de Nb ont dévoilé des anomalies à des intervalles de pression de ~12–15 et ~25–26 GPa, en accord avec des données littéraires précédentes provenant d'études de XRD. Nous attribuons ces anomalies à une transition topologique de Lifshitz précédemment rapportée et à la transition de phase tétraédrique à hexagonale, respectivement. L'analyse des résultats d'EXAFS a révélé de légers changements dans la distance moyenne au prochain voisin Nb–As(1) (~2,6 Å) à ~15 GPa, tandis que la liaison de deuxième voisin Nb–Nb(1) (~3,4 Å) montre une anomalie prononcée. Cela indique que les changements électroniques lors de la transition de Lifshitz sont d'abord accommodés dans la structure atomique à portée intermédiaire, puis à la portée locale et volumique. Les variances de ces liaisons montrent des évolutions anormales mais progressives à proximité de la transition tétraédrique à hexagonale à ~25 GPa, ce qui nous a permis de dériver l'évolution des propriétés de vibration dans ce matériau. Nous suggérons un caractère displacif marqué de la transition I41md→P6¯m2 facilité par les modes de phonons.