MgSiO$_3$钙钛矿中铁离子的自旋态交叉与超精细相互作用
地球物理
2015-05-27 v2 材料科学
摘要
利用密度泛函理论加Hubbard 计算，我们展示了(Mg,Fe)(Si,Fe)O钙钛矿（地球下地幔的主要矿物相）的基态在十二面体（A）位和八面体（B）位均具有高自旋三价铁离子（）。随着压力增加，B位铁离子经历自旋态交叉到低自旋态（），而A位铁离子保持高自旋态。我们的计算表明，在40-70 GPa压力范围内，B位自旋态交叉伴随着明显的体积减小和四极分裂增加，这与最近的X射线衍射和穆斯堡尔谱测量结果一致。体积减小导致体模量显著软化，这暗示了下地幔地震速度异常的一个可能来源。
引用
@article{arxiv.1101.3819,
title = {Spin-state crossover and hyperfine interactions of ferric iron in MgSiO$_3$ perovskite},
author = {Han Hsu and Peter Blaha and Matteo Cococcioni and Renata M. Wentzcovitch},
journal= {arXiv preprint arXiv:1101.3819},
year = {2015}
}
备注
11 pages, 4 figures, 1 table