极压下硝酸盐氢化物的超离子相

硝酸盐氢化物在高压下已显示形成新结构，可能存在于巨行星内部。我们采用密度泛函分子动力学模拟研究了硝酸盐氢化物化合物（包括 NH$_7$, NH$_9$, NH$_{10}$, NH$_{11}$, NH$_{14}$, NH$_{20}$, NH$_{24}$）的行为，这些化合物被预测在 100-300~GPa 下是亚稳态。对于每种化合物，我们在不同温度（以及若干化合物的不同压力）下进行了模拟，覆盖固相、超离子相和液相。我们表明，当加热时，高压硝酸盐氢化物化合物表现出氢离子扩散。我们演示了若干指标可用于检测从固相向超离子相以及从超离子相向液相的相变，从模拟数据中捕获这些相变的指标包括内部能和压力的变化、化学物种的形成以及原子扩散率。我们发现，固相向超离子相以及超离子相向液相的相变均随质子分数增加而降低温度。这些趋势表明，在质子分数约为 0.97 以上时，硝酸盐氢化物结构可能直接熔化，而非先出现超离子相。我们观察到的熔化趋势进一步表明，在冰巨行星内部的极端条件下，氢富硝酸盐氢化物如本文所述，可能主要以液态存在，而非表现出超离子相。