冲压硅中离子结构、液-液相转变、X射线衍射与X射线散射
材料科学
2024-12-12 v2 等离子体物理
摘要
近期的前沿实验提供了对冲压硅中原位结构表征及压力(P)、密度(ρ)和温度(T)的测量，涉及100 GPa范围的压力至约10,000K。我们在该P,T,ρ条件下进行第一性原理计算，揭示了一系列可通过压力和压缩性 discontinuities 识别的液-液相转变(LPT)。通过对一项LPT的详细研究，呈现了高度相关液相(CL)和正常液相(NL)的存在证据。这些LPT使得对这些实验的解释更加困难。LPT通过在受压缩加热作用下对多个远端原子进行集体调整来维持流体的短程离子结构，使离子-离子配对函数和输运性质如电导率σ和热导率κ几乎不变。我们将实验的X射线散射和X射线衍射数据与理论相吻合，提供压力等温线、电离数据和压缩性，支持将液态硅描述为高度复杂的LPT驱动的“玻璃状”金属液体的图景。这些新颖结果与材料研究、行星内部研究、高能密度物理以及激光聚变研究相关。
引用
@article{arxiv.2408.04173,
title = {Ionic structure, Liquid-liquid phase transitions, X-Ray diffraction, and X-Ray Thomson scattering in shock compressed liquid Silicon in the 100-200 GPa regime},
author = {M. W. C. Dharma-wardana and Dennis D. Klug and Hannah Poole and G. Gregori},
journal= {arXiv preprint arXiv:2408.04173},
year = {2024}
}
备注
8 pages, six figures