地球深部的超离子氢
材料科学
2018-10-23 v1
摘要
超离子氢先前被认为是一种仅在纯 H2O 冰中预测并得到证实的奇异状态。在地球深部，H2O 以超致密含水矿物中 O-H 基团的形式存在，这些矿物已被证明即使在核幔边界（CMB）条件下也稳定。然而，这些含水矿物在高 P-T 下的超离子态尚未被研究。利用第一性原理计算，我们发现黄铁矿结构的 FeO2Hx（0 <= x <= 1）和 d-AlOOH（已被提出为下地幔（DLM）中主要的含氢相）在高 P-T 条件下含有超离子氢。我们的观察表明，低压下羟基 O-H 转变为高压低温下对称的 O-H-O 键合，以及高压高温下的超离子态，是一条普遍路径。含水矿物的超离子性对地球下地幔及核幔边界的电导率和氢传输行为有重大影响。
引用
@article{arxiv.1810.08766,
title = {Superionic hydrogen in Earth's deep interior},
author = {Yu He and Duck Young Kim and Chris J. Pickard and Richard J. Needs and Qingyang Hu and Ho-kwang Mao},
journal= {arXiv preprint arXiv:1810.08766},
year = {2018}
}