Стабильность бездефектных структур моноксида титана при высоких давлениях

Монооксид титана с базисной кристаллической структурой $B1$ интересен аномально высокой концентрацией вакансий и разнообразием эффектов атомно-вакансионого упорядочения. Ранее считалось, что приложение относительно невысоких давлений к подобным системам не приводит к перестройке типа кристаллической структуры, а ее уплотнение достигается уменьшением равновесной концентрации дефектов. С помощью генетического алгоритма поиска оптимальных структур и расчетов методом функционала электронной плотности показано, что фазы с производной от $B1$ структурой должны быть метастабильны в широком диапазоне давлений от $0$ до $100$ ГПа. Термодинамически равновесны две бездефектные гексагональные модификации: фаза $\varepsilon$-TiO при $P<28\,$ГПа и фаза H-TiO при $P>28\,$ГПа. Данные фазы демонстрируют ярко выраженную псевдощель на уровне Ферми и, как следствие, обладают плохой электропроводностью.