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High Pressure Behavior of Silicon Clathrates: A New Class of Low Compressibility

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Title:
High Pressure Behavior of Silicon Clathrates: A New Class of Low Compressibility Materials Authors:
San-Miguel, A.; Kéghélian, P.; Blase, X.; Mélinon, P.; Perez, A.; Itié, J. P.; Polian, A.; Reny, E.; Cros, C.; Pouchard, M. Affiliation:
AA(1 Département de Physique des Matériaux, Université Claude Bernard-Lyon 1 and CNRS (UMR 5586), Bâtiment 203, 43 Boulevard 11 Novembre 1918, 69622 Villeurbanne, France), AB(1 Département de Physique des Matériaux, Université Claude Bernard-Lyon 1 and CNRS (UMR 5586), Bâtiment 203, 43 Boulevard 11 Novembre 1918, 69622 Villeurbanne, France), AC(1 Département de Physique des Matériaux, Université Claude Bernard-Lyon 1 and CNRS (UMR 5586), Bâtiment 203, 43 Boulevard 11 Novembre 1918, 69622 Villeurbanne, France), AD(1 Département de Physique des Matériaux, Université Claude Bernard-Lyon 1 and CNRS (UMR 5586), Bâtiment 203, 43 Boulevard 11 Novembre 1918, 69622 Villeurbanne, France), AE(1 Département de Physique des Matériaux, Université Claude Bernard-Lyon 1 and CNRS (UMR 5586), Bâtiment 203, 43 Boulevard 11 Novembre 1918, 69622 Villeurbanne, France), AF(1 Département de Physique des Matériaux, Université Claude Bernard-Lyon 1 and CNRS (UMR 5586), Bâtiment 203, 43 Boulevard 11 Novembre 1918, 69622 Villeurbanne, France), AG(1 Département de Physique des Matériaux, Université Claude Bernard-Lyon 1 and CNRS (UMR 5586), Bâtiment 203, 43 Boulevard 11 Novembre 1918, 69622 Villeurbanne, France), AH(1 Département de Physique des Matériaux, Université Claude Bernard-Lyon 1 and CNRS (UMR 5586), Bâtiment 203, 43 Boulevard 11 Novembre 1918, 69622 Villeurbanne, France), AI(1 Département de Physique des Matériaux, Université Claude Bernard-Lyon 1 and CNRS (UMR 5586), Bâtiment 203, 43 Boulevard 11 Novembre 1918, 69622 Villeurbanne, France), AJ(1 Département de Physique des Matériaux, Université Claude Bernard-Lyon 1 and CNRS (UMR 5586), Bâtiment 203, 43 Boulevard 11 Novembre 1918, 69622 Villeurbanne, France) Publication:
Physical Review Letters, vol. 83, Issue 25, pp. 5290-5293 (PhRvL Homepage) Publication Date:
12/1999 Origin:
APS DOI:
10.1103/PhysRevLett.83.5290 Bibliographic Code:
1999PhRvL..83.5290S

Abstract

The high pressure evolution of silicon clathrates is studied at room temperature by x-ray diffraction up to 15 GPa. Remarkably, no transition towards the diamond structure is observed and the clathrate phase transforms directly into the beta-tin metallic phase at 11 GPa. Further, the bulk modulus is found to be 90+/-5 GPa, that is, only \(8+/-5\)% smaller than the one of the diamond phase. These results are in good agreement with ab initio calculations which predict further that carbon clathrates, if synthesized, should be less compressible than cubic BN.
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