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纯二氧化硅熔融的从头算约束:至 500 GPa

材料科学 2024-01-19 v2 地球物理

摘要

使用从头算密度泛函理论结合固液共存法、热力学积分与 Z 方法确定了纯二氧化硅(SiO2_2)的熔融曲线。熔融曲线在从 50 GPa (dT/dP \approx 15 K/GPa) 到约 500 GPa (dT/dP \approx 5 K/GPa) 的大区域内呈现平滑的缓慢上升,未出现某些近期实验与计算研究所见的约 120 GPa 与 300 GPa 处的突变。50 GPa 以上熔融曲线的形貌与液态中 Si 配位数分布的渐变以及固-固相变后密度的无大幅变化一致。对分布函数表明液体中的结构关联主要为短程,且 Si-O 键刚性较强。因此,50 GPa 以上熔融结构随压力的致密化源于 7 配位与 8 配位硅的增加。

关键词

引用

@article{arxiv.2307.05444,
  title  = {Ab initio constraints on silica melting to 500 GPa},
  author = {Ming Geng and Chris E. Mohn},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2307.05444},
  year   = {2024}
}