固体ニトロメタンの電子構造：高圧と分子空孔の影響

プロトタイプのエネルギー材料である固体ニトロメタンの原子構造と電子特性に対する圧力と分子空孔の相乗効果を、零温度で研究しました。自己無矛盾充電密度汎関数タイトバインディング法を適用し、静圧が最大200 GPaに相当する、最大70%の均一および一軸ストレインによってこの系のバンドギャップに誘発される変化を調査しました。3%から25%の密度の分子空孔の影響も考慮されました。驚くべき発見は、b格子ベクトルに沿った約25–40 GPaの一軸圧縮がC–H結合を非常に伸ばし、陽子解離を引き起こすことです。この現象は等方圧縮下でも発生しますが、はるかに高い圧力であり、圧力異方性に好まれる起爆化学を示唆しています。また、バンドギャップは、適用されるストレイン、結晶の異方性、および空孔密度に明らかに依存しているものの、電子励起が優勢になるために大幅には減少しないことが、他の最近の第一原理研究と一致していることもわかりました。