高温下的伯奇定律

高压物理中的伯奇定律假定弹性波速与密度之间呈线性关系，其最著名的应用之一是利用初步参考地球模型作为主要约束来研究地球内核的成分。然而，即使在中等升高的温度下，它也从未经过高精度检验。本文利用电子结构计算的密度泛函理论和计算声子色散关系的密度泛函微扰理论进行了此类检验。我们表明，最近提出的伯奇定律修正形式比原始版本更一致地得到满足。该修正版本指出，弹性波速与密度三分之一次方的乘积应为密度的线性函数。我们研究了具有立方晶胞的铂、钯、钼、铑以及具有六方密排晶胞的铁，温度最高达 1500 K，压力最高约 360 GPa。我们还检验了最近提出的伯奇定律推广的普适性，即给定密度下弹性波速为温度的线性函数。在计算误差范围内，我们发现这与四种立方材料在最高 3300 K 温度下的数据一致。