高压下铁方镁石的第一性原理研究
发布时间：2021-07-12 03:48
物质在高压条件下其内部的晶体结构和电子结构一般都会发生显著的变化,甚至会表现出于迥异于常压下的新奇特性。目前,高压已作为一种有效的手段被广泛地应用于对物质的理论和实验研究当中。位于地球内部深度660-2900 km、压力25-120 GPa范围内的地球下地幔是地球内部最大的一个连续区域层,约占地球三分之二的体积、一半的质量,因此探究下地幔中的主要物质成分对了解地球内部构造和动力学性质起着重要的作用。而确定地球下地幔物质的化学成分、元素的分布状态,以及杂质缺陷对其的影响一直是地球科学中非常重要的课题。含量仅次于硅酸镁石（Mg,Fe）Si03的铁方镁石（Mg,Fe）O是下地幔中含量第二丰富的矿物,其中Fe在（Mg,Fe）O中所处的分布状态、自旋状态以及所含的杂质、空位缺陷对（Mg,Fe）O的诸多性质均有重要影响。确定Fe在下地幔条件下的分布状态、自旋转变区间以及所含缺陷的浓度等对地球科学具有十分重要的意义。本论文围绕铁方镁石（Mg,Fe）O的高压物性这一主题进行了相关研究,其主要研究内容和结果如下:（1）首先我们利用团簇展开与蒙特卡罗模拟相结合的方法计算了含有超过93000个原子的铁方镁石...
【文章来源】：中国科学技术大学安徽省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：122 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
图１．１多尺度模拟结构示意图［１］??
合成的物质，当压力恢复到常压后，仍会有近一半的物质可以稳定存在。并且，??这些物质大多具有不同于常压下的结构形态和新颖的物理化学性能。由此可知，??高压研究能够为我们寻找特殊用途的新材料提供丰富而有效的资源。图１．２Ｍ１给??出了一些常见的单质、二元及三元化合物在高压下所经历相变的数目。在基础理??论方面，对材料高压性质的研宄将有助于更加深入地理解原子、分子间相互作用，??也可以作为一种检验和发展新理论模型的有效手段。另外，高压科学还可以与其??它很多学科相结合，形成新的交叉学科，例如：高压固体物理学、高压地球科学、??高压生物学、高压化学等等［１１］［１２］［１３］。??（０??Ｑ．?１２?－??①??Ｉ１０－?圜??Ｉ?８－?［?「??“ＩｌＭｎｎＨｌｌＨＬ?ｎＢＪ?Ｉ??Ｈ?Ｌｉ?Ｂ?Ｃ?Ｎ?Ｏ?Ｋ?Ｎａ?Ａｌ?Ｓｉ?Ｓ?Ｆｅ?〇?〇?〇＊?〇，?〇?〇＂??ｉ?Ｓ?ｗ?工?ｗ?ｙ??ｆ?ｏ??图１．２?—些常见物质在高压下的结构相数目？??随着高压技术和高压计算理论的飞速发展，物质的高压特性探索、超硬材料??的合成、高压超导以及地球的内部构造等方面的研宄都已取得了一系列的重大进??展。总之，高压物理学的研宄将会不断地给人们带来新材料、新现象以及新的物??理规律，是人们认识物质世界的一种重要手段。??１．３．３高压实验测量技术与装置??高压的产生以及在高压条件下对物质的各种性质进行检测
合成的物质，当压力恢复到常压后，仍会有近一半的物质可以稳定存在。并且，??这些物质大多具有不同于常压下的结构形态和新颖的物理化学性能。由此可知，??高压研究能够为我们寻找特殊用途的新材料提供丰富而有效的资源。图１．２Ｍ１给??出了一些常见的单质、二元及三元化合物在高压下所经历相变的数目。在基础理??论方面，对材料高压性质的研宄将有助于更加深入地理解原子、分子间相互作用，??也可以作为一种检验和发展新理论模型的有效手段。另外，高压科学还可以与其??它很多学科相结合，形成新的交叉学科，例如：高压固体物理学、高压地球科学、??高压生物学、高压化学等等［１１］［１２］［１３］。??（０??Ｑ．?１２?－??①??Ｉ１０－?圜??Ｉ?８－?［?「??“ＩｌＭｎｎＨｌｌＨＬ?ｎＢＪ?Ｉ??Ｈ?Ｌｉ?Ｂ?Ｃ?Ｎ?Ｏ?Ｋ?Ｎａ?Ａｌ?Ｓｉ?Ｓ?Ｆｅ?〇?〇?〇＊?〇，?〇?〇＂??ｉ?Ｓ?ｗ?工?ｗ?ｙ??ｆ?ｏ??图１．２?—些常见物质在高压下的结构相数目？??随着高压技术和高压计算理论的飞速发展，物质的高压特性探索、超硬材料??的合成、高压超导以及地球的内部构造等方面的研宄都已取得了一系列的重大进??展。总之，高压物理学的研宄将会不断地给人们带来新材料、新现象以及新的物??理规律，是人们认识物质世界的一种重要手段。??１．３．３高压实验测量技术与装置??高压的产生以及在高压条件下对物质的各种性质进行检测
本文编号：3279139
【文章来源】：中国科学技术大学安徽省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：122 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
图１．１多尺度模拟结构示意图［１］??
合成的物质，当压力恢复到常压后，仍会有近一半的物质可以稳定存在。并且，??这些物质大多具有不同于常压下的结构形态和新颖的物理化学性能。由此可知，??高压研究能够为我们寻找特殊用途的新材料提供丰富而有效的资源。图１．２Ｍ１给??出了一些常见的单质、二元及三元化合物在高压下所经历相变的数目。在基础理??论方面，对材料高压性质的研宄将有助于更加深入地理解原子、分子间相互作用，??也可以作为一种检验和发展新理论模型的有效手段。另外，高压科学还可以与其??它很多学科相结合，形成新的交叉学科，例如：高压固体物理学、高压地球科学、??高压生物学、高压化学等等［１１］［１２］［１３］。??（０??Ｑ．?１２?－??①??Ｉ１０－?圜??Ｉ?８－?［?「??“ＩｌＭｎｎＨｌｌＨＬ?ｎＢＪ?Ｉ??Ｈ?Ｌｉ?Ｂ?Ｃ?Ｎ?Ｏ?Ｋ?Ｎａ?Ａｌ?Ｓｉ?Ｓ?Ｆｅ?〇?〇?〇＊?〇，?〇?〇＂??ｉ?Ｓ?ｗ?工?ｗ?ｙ??ｆ?ｏ??图１．２?—些常见物质在高压下的结构相数目？??随着高压技术和高压计算理论的飞速发展，物质的高压特性探索、超硬材料??的合成、高压超导以及地球的内部构造等方面的研宄都已取得了一系列的重大进??展。总之，高压物理学的研宄将会不断地给人们带来新材料、新现象以及新的物??理规律，是人们认识物质世界的一种重要手段。??１．３．３高压实验测量技术与装置??高压的产生以及在高压条件下对物质的各种性质进行检测
合成的物质，当压力恢复到常压后，仍会有近一半的物质可以稳定存在。并且，??这些物质大多具有不同于常压下的结构形态和新颖的物理化学性能。由此可知，??高压研究能够为我们寻找特殊用途的新材料提供丰富而有效的资源。图１．２Ｍ１给??出了一些常见的单质、二元及三元化合物在高压下所经历相变的数目。在基础理??论方面，对材料高压性质的研宄将有助于更加深入地理解原子、分子间相互作用，??也可以作为一种检验和发展新理论模型的有效手段。另外，高压科学还可以与其??它很多学科相结合，形成新的交叉学科，例如：高压固体物理学、高压地球科学、??高压生物学、高压化学等等［１１］［１２］［１３］。??（０??Ｑ．?１２?－??①??Ｉ１０－?圜??Ｉ?８－?［?「??“ＩｌＭｎｎＨｌｌＨＬ?ｎＢＪ?Ｉ??Ｈ?Ｌｉ?Ｂ?Ｃ?Ｎ?Ｏ?Ｋ?Ｎａ?Ａｌ?Ｓｉ?Ｓ?Ｆｅ?〇?〇?〇＊?〇，?〇?〇＂??ｉ?Ｓ?ｗ?工?ｗ?ｙ??ｆ?ｏ??图１．２?—些常见物质在高压下的结构相数目？??随着高压技术和高压计算理论的飞速发展，物质的高压特性探索、超硬材料??的合成、高压超导以及地球的内部构造等方面的研宄都已取得了一系列的重大进??展。总之，高压物理学的研宄将会不断地给人们带来新材料、新现象以及新的物??理规律，是人们认识物质世界的一种重要手段。??１．３．３高压实验测量技术与装置??高压的产生以及在高压条件下对物质的各种性质进行检测
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