超高压下 I-42d 型 Mg$_2$SiO$_4 中铁的自旋态
材料科学
2025-04-10 v1 其他凝聚态物理
摘要
在约500 GPa的极端压力下，这些条件特征于超地球内部的深层结构，NaCl 型 MgO与后幔方相型 MgSiO（PPv）的组合被报告产生一种具有I-42d对称性的MgSiO后-PPv 相。这种后-PPv（pppv）硅酸盐被提议作为这些巨型 rocky 行星的主要幔质硅酸盐。理解pppv的基本性质，特别是与FeSiO形成的固solution中的铁的性质，对于洞悉此类行星的内部动力学与成分至关重要。本研究我们对含Fe的pppv在400 GPa至1 TPa压力范围内的性质进行ab initio 调查。鉴于铁中3d电子的局域性，我们采用LDA+Usc 方法以及常规DFT函数来探测该系统的电子结构。严格评估 Hubbard 参数U对体积和自旋态的依赖性。此外，我们系统性地探讨了压力、温度和结构变异对Fe含量pppv中铁自旋态的影响，为超地球型行星的幔质建模提供了宝贵数据。
引用
@article{arxiv.2504.07067,
title = {Spin state of iron in I-42d-type Mg2SiO4 at ultra-high pressures},
author = {Tianqi Wan and Yang Sun and Renata M. Wentzcovitch},
journal= {arXiv preprint arXiv:2504.07067},
year = {2025}
}