氟化铵作为冰的氢无序化剂
材料科学
2019-05-14 v1 化学物理
摘要
数十年来，利用酸或碱掺杂剂在低温下消除冰各相中残余氢无序一直是研究焦点。作为这些努力的对立面，我们利用中子衍射表明氟化铵（NH4F）是氢有序冰 VIII 的氢无序化剂。将掺有 2.5 mol% ND4F 的氢无序对应物冰 VII 加压冷却，得到残余氢无序度约 31% 的氢无序冰 VIII，说明了 ND4F 的长程氢无序效应。掺杂冰 VII 相对于纯冰 VII 的氢有序温度可过冷约 20 K，此后氢有序在约 60 K 温度窗口内缓慢发生。这些发现表明 ND4F 掺杂显著减缓了氢有序动力学。掺杂样品的偏氢有序与纯冰 VIII 的反铁电有序一致。然而，我们认为在异号离子点缺陷之间必然存在局域铁电畴。除 NH4F 掺杂对氢有序水结构的长程效应外，利用拓扑电荷的设计原理应适用于广泛的其他“冰规则”体系，包括自旋冰及相关极性材料。
引用
@article{arxiv.1905.04763,
title = {Ammonium Fluoride as a Hydrogen-disordering Agent for Ice},
author = {Christoph G. Salzmann and Zainab Sharif and Craig L. Bull and Steven T. Bramwell and Alexander Rosu-Finsen and Nicholas P. Funnell},
journal= {arXiv preprint arXiv:1905.04763},
year = {2019}
}
备注
23 pages, 4 figures, 2 tables