It is known that dense lithium have some unique properties. Lithim have large density with increasing pressure. Experimently,it is shown that the resistance of dense lithium increases and it becomes insulater by pressure of 80GPa. However, it is unclear what structure lithium adapt then. In caluculation ,the structures proposed previously didn't show insulating property. In this report ,two high-pressure insulating phases of lithium were predicted using random search and evolutionary algorithm methods with first-principles electronic structure calculations. It is shown that lithium will transform from the metallic cubic cI16 phase to an insulating monoclinic C2 structure at 74 GPa. The C2 structure is the most stable phase up to 91 GPa, where it transforms to a second insulating orthorhombic Aba2 structure. The C2 and Aba2 structures are the first theoretical models explicitly showing the band gap opening in compressed lithium. The theoretical findings are supported by recent experimental evidence from electrical resistance and x-ray diffraction measurements.

高密度の単体のリチウムは様々な特殊な性質を持つことが知られている。圧力の付加により密度を増していくが、80GPa程度まで圧力では、電気伝導度が下がっていき、ついには絶縁体に至ることが実験的に示された。しかし、そのときにリチウムがどのような構造をとっているかわかっていない。理論計算では、高圧力領域で今まで提案されていた構造では絶縁体の性質を示さなかった。
今回発表する論文では、第一原理電子構造計算を用いた進化アルゴリズムとランダムサーチを使って、リチウムの高圧での２つの絶縁相が予測された。それによると、74GPaにおいて、金属性cubicのｃI16から絶縁体monoclinicのC2に転移する。C2構造は、2つ目の絶縁相でorthorhombicのAba2構造に転移する91GPaまでは最も安定である。この2つの構造はバンドギャップの開きをみせた。この計算結果は、X線回折の実験結果とも一致する。
発表ではこの構造での状態密度や高周波フォノン散乱について述べ、それらの構造の可能性について述べる。