Uravneniya sostoyaniya tverdykh faz SO2 pri megabarnykh davleniyakh

Cover Page

Cite item

Full Text

Abstract

С помощью эволюционных методов предсказания кристаллических структур подтверждена стабильность фаз СО2 при давлениях до 1600 ГПа. Стабильными фазами СО2 являются фазы I¯42d (до 279 ГПа), P42/nmc (279–952 ГПа), Pbcn (952–1018 ГПа) и Pa¯3 (выше 1018 ГПа). С помощью первопринципных методов и высокотемпературных расчетов в квазигармоническом приближении в работе впервые были рассчитаны уравнения состояния стабильных фаз СО2 до давлений около 1600 ГПа. Показано, что высокобарические фазы P42/nmc, Pbcn и Pa¯3 имеют довольно высокие модули сжатия (290–415 ГПа). Фазы с шестерной координацией атомов углерода Pbcn и Pa¯3 имеют более высокие значения коэффициента теплового расширения по сравнению с фазой P42/nmc.

References

  1. A.S. Naumova, S.V. Lepeshkin, P. V. Bushlanov, and A.R. Oganov, J. Phys. Chem. A 125, 3936 (2021).
  2. L.J. Conway, C.J. Pickard, and A. Hermann, Proc. Natl. Acad. Sci. 118, e2026360118 (2021).
  3. K. D. Litasov, A. F. Goncharov, and R. J. Hemley, Earth Planet. Sci. Lett. 309, 318 (2011).
  4. K. F. Dziubek, M. Ende, D. Scelta, R. Bini, M. Mezouar, G. Garbarino, and R. Miletich, Nat. Commun. 9, 3148 (2018).
  5. C. Lu, M. Miao, and Y. Ma, J. Amer. Chem. Soc. 135, 14167 (2013).
  6. A. M. Teweldeberhan, B. Boates, and S. A. Bonev, Earth Planet. Sci. Lett. 373, 228 (2013).
  7. C.J. Wu, D.A. Young, P.A. Sterne, and P.C. Myint, J. Chem. Phys. 151, 224505 (2019).
  8. В. Н. Зубарев, Г. С. Телегин, Доклады АН СССР 142(2), 309 (1962).
  9. W. J. Nellis, A. C. Mitchell, F. H. Ree, M. Ross, N. C. Holmes, R. J. Trainor, and D. J. Erskine, J. Chem. Phys. 95, 5268 (1991).
  10. G.L. Schott, Intl. J. High Pressure Res. 6, 187 (1991).
  11. L. E. Crandall, J. R. Rygg, D. K. Spaulding, T. R. Boehly, S. Brygoo, and P. M. Celliers, Phys. Rev. Lett. 125, 165701 (2020).
  12. L.E. Crandall, J. R. Rygg, D.K. Spaulding, M.F. Huff, M. C. Marshall, and D. N. Polsin, Phys. Plasmas 28, 022708 (2021).
  13. B. Boates, A. M. Teweldeberhan, and S. A. Bonev, Proc. Natl. Acad. Sci. 109, 14808 (2012).
  14. G. Kresse and J. Furthmuller, Comp. Mater. Sci. 6, 15 (1996).
  15. G. Kresse and J. Furthmuller, Phys. Rev. B 54, 11169 (1996).
  16. J. P. Perdew, K. Burke, and M. Ernzerhof, Phys. Rev. Lett. 77, 3865 (1996).
  17. H. K. Monkhorst and J. D. Pack, Phys. Rev. B 13, 5188 (1976).
  18. S. Grimme, J. Antony, S. Ehrlich, and H. Krieg, J. Chem. Phys. 132, 15 (2010).
  19. Y. Yao and Y. Kanai, J. Chem. Phys. 146, 22 (2017).
  20. C. J. Pickard and R. J. Needs, Phys. Rev. Lett. 97, 045504 (2006).
  21. C. J. Pickard and R. J. Needs, J. Phys. Condens. Matter 23, 053201 (2011).
  22. A. R. Oganov and C. W. Glass, J. Chem. Phys. 124, 244704 (2006).
  23. A. R. Oganov, A. O. Lyakhov, and M. Valle, Acc. Chem. Res. 44, 227 (2011).
  24. A. O. Lyakhov, A. R. Oganov, H. T. Stokes, and Q. Zhu, Comp. Phys. Comm. 184, 1172 (2013).
  25. A. Togo and I. Tanaka, Scr. Mater. 108, 1 (2015).
  26. L. N. Kantorovich, Phys. Rev. B 51, 3520 (1995).
  27. L. N. Kantorovich, Phys. Rev. B 51, 3535 (1995).
  28. L. C. Gong, B. Y. Ning, C. Ming, T. C. Weng, and X. J. Ning, J. Phys. Condens. Matter 33, 085901 (2020).
  29. M. Matsui, G. D. Price, and A. Patel, Geophys. Res. Lett. 21, 1659 (1994).
  30. A. Metsue and T. Tsuchiya, Geophys. J. Int. 190, 310 (2012).
  31. K. D. Litasov, P. I. Dorogokupets, E. Ohtani, Y. Fei, A. Shatskiy, I. S. Sharygin, P. N. Gavryushkin, S.V. Rashchenko, Y. V. Seryotkin, Y. Higo, K. Funakoshi, A. D. Chanyshev,and S. S. Lobanov, J. Appl. Phys. 113, 093507 (2013).
  32. P. K. Das, C. E. Mohn, J. P. Brodholt, and R. G. Trpnnes, Amer. Mineral. J. Earth Planet. Mat. 105, 1014 (2020).
  33. F. Datchi, B. Mallick, A. Salamat, and S. Ninet, Phys. Rev. Lett. 108, 125701 (2012).
  34. Y. Seto, D. Nishio-Hamane, T. Nagai, N. Sata, and K. Fujino, J. Phys. Conf. Ser. 215, 012015 (2010).
  35. B. H. Cogollo-Olivo, S. Biswas, S. Scandolo, and J. A. Montoya, Phys. Rev. Lett. 124, 095701 (2020).

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download

Copyright (c) 2024 Российская академия наук

Согласие на обработку персональных данных

 

Используя сайт https://journals.rcsi.science, я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных») даю согласие на обработку персональных данных на этом сайте (текст Согласия) и на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика» (текст Согласия).