冲击压缩下镁铁硝石的原位时间分辨 X 射线吸收光谱
材料科学
2025-03-04 v1 地球物理
摘要
碳酸盐矿物在地球系统科学中至关重要，已在火星上以及陨石和小行星中发现，凸显了冲击在行星过程中的重要性。虽然在静态压缩下对碳酸盐矿物进行了广泛研究，但在冲击压缩下的行为仍鲜有探索，迄今为止尚无关于原位 X 射线的研究报告。本文我们在压力达到150 GPa的纳秒激光驱动冲击压缩下，联合原位 超快速同步 X 射线吸收光谱 (XAS) 对天然镍铁硝石 (Fe_{0.6}Mg_{0.4}CO_{3}) 进行研究。通过在不同压力下的晶体相以及利用基于密度泛函理论分子动力学 (DFT-MD) 模拟得到的稠密液体相进行计算，补充对实验光谱的解释。在激光驱动的冲击压缩下，镍铁硝石晶体相在熔化前保持不变。冲击回响后，吸收光谱显示出类似于在静态压缩下观察到的高自旋到低自旋转变的变化。在更高的压力下，激光冲击可在熔体中诱导 CO_4 四面体单元的形成。在从冲击态卸载后，仅经过几纳秒，即可恢复原始的镍铁硝石相。
关键词
引用
@article{arxiv.2503.00680,
title = {$\textit{In situ}$ time-resolved X-ray absorption spectroscopy of shock-loaded magnesiosiderite},
author = {Anand Prashant Dwivedi and Jean-Alexis Hernandez and Sofia Balugani and Delphine Cabaret and Valerio Cerantola and Davide Comboni and Damien Deldicque and François Guyot and Marion Harmand and Harald Müller and Nicolas Sévelin-Radiguet and Irina Snigireva and Raffaella Torchio and Tommaso Vinci and Thibaut de Rességuier},
journal= {arXiv preprint arXiv:2503.00680},
year = {2025}
}
备注
42 pages, 4 main text figures, 11 supplementary text figures