下地幔压力下sp3-CaCO3的拉曼光谱与X射线衍射
地球物理
2017-09-06 v1
摘要
碳形成sp2和sp3成键态的非凡能力导致了非环境条件下含碳相巨大的结构和化学多样性。在此，我们使用激光加热金刚石压腔结合同步辐射X射线衍射、拉曼光谱和第一性原理计算来探索CaCO3在P > 40 GPa下的相变。我们发现后文石CaCO3在105 GPa（比理论预测的交叉压力高约30 GPa）转变为先前预测的具有sp3杂化碳的P21/c-CaCO3。如我们的变胞微扰弹性带模拟所揭示，通往P21/c-CaCO3的最低焓变路径包含反复出现的sp2-和sp3-CaCO3中间相与过渡态。P21/c-CaCO3的拉曼光谱在1025 cm-1处显示强带，基于经验和第一性原理计算我们将其归属于对称C-O伸缩振动。该拉曼带的频率比sp2-CaCO3中对称C-O伸缩低约20%，这是由于跨越sp2-sp3转变的C-O键长增加，并且可用作其他碳酸盐中四面体配位碳的指纹。
引用
@article{arxiv.1707.06084,
title = {Raman spectroscopy and X-ray diffraction of sp3-CaCO3 at lower mantle pressures},
author = {Sergey S. Lobanov and Xiao Dong and Naira S. Martirosyan and Artem I. Samtsevich and Vladan Stevanovic and Pavel N. Gavryushkin and Konstantin D. Litasov and Eran Greenberg and Vitali B. Prakapenka and Artem R. Oganov and Alexander F. Goncharov},
journal= {arXiv preprint arXiv:1707.06084},
year = {2017}
}