四方Fe₂O：地核条件下的稳定铁氧化物
材料科学
2025-12-04 v1 地球物理
摘要
Fe-O体系对于理解地核的组成与性质至关重要。近期研究提出在约215 GPa条件下可能存在稳定的富铁FenO化合物。在此，我们进行了晶体结构搜索和完全非谐自由能计算，以研究内核条件下的Fe-FeO体系。我们识别出Fe₂O为一种稳定相，并构建了其高温高压相图。Fe₂O随压力和温度升高经历六方到四方相变。它在200至400 GPa及高温下对分解为Fe和FeO保持热力学稳定。尽管氧因溶解度有限而被认为在地核中几乎不存在，但这些结果表明氧实际上可以以Fe+Fe₂O混合物的形式被纳入固态地核，并且可以匹配含53 mol% Fe₂O的PREM密度。我们的工作有望对当前地核结构与组成的理解带来重要修正。
引用
@article{arxiv.2512.03387,
title = {Tetragonal Fe2O: the stable iron oxide at Earth's core conditions},
author = {Junjie Jiang and Zhen Zhang and Tongqi Wen and Renata M. Wentzcovitch and Yang Sun},
journal= {arXiv preprint arXiv:2512.03387},
year = {2025}
}
备注
Under review