基于第一性原理模拟的极端温压下氧化镁研究
材料科学
2020-01-16 v1 等离子体物理
摘要
我们结合路径积分蒙特卡洛与密度泛函理论分子动力学两种第一性原理计算机模拟技术，以确定温稠密物质状态下氧化镁的状态方程，其密度范围为 0.35 至 71~gcm，温度范围为 10,000 K 至 ~K。这些条件与巨行星和恒星内部以及冲击波压缩测量和惯性约束聚变实验相关。我们研究了 MgO 的电子结构及随密度与温度变化的电离机制。我们表明镁与氧的 L 壳层轨道在高密度下杂化，这导致 L 壳层随密度与温度升高而逐渐电离。就此而言，MgO 表现不同于纯氧，并反映于 MgO 主冲击雨贡纽曲线形状：氧的曲线呈现两个压缩极大值，而 MgO 仅有一个。我们预测最大压缩比 4.66 出现于温度 6.73 K 处。最后我们研究了如何利用多冲击波与斜坡波覆盖大范围密度与温度。
引用
@article{arxiv.2001.05300,
title = {Magnesium Oxide at Extreme Temperatures and Pressures Studied with First-Principles Simulations},
author = {François Soubiran and Felipe González-Cataldo and Kevin P. Driver and Shuai Zhang and Burkhard Militzer},
journal= {arXiv preprint arXiv:2001.05300},
year = {2020}
}
备注
12 pages, 9 figures. arXiv admin note: text overlap with arXiv:2001.00985