四方相PbTeO3晶体在高压下的压缩行为

利用水热法在230℃以及水的饱和蒸汽压条件下合成出毫米尺寸的四方相PbTeO₃单晶样品,并研究了其晶体结构、微观形貌、热稳定性等性质。利用金刚石对顶砧和同步辐射原位X射线衍射技术,探讨了该四方相PbTeO₃晶体在高压下的压缩行为,发现在0～37 GPa的压力范围内四方相PbTeO₃无相变发生。拟合该PbTeO₃样品的压力-体积数据,得到其体弹模量为B₀=42(1) GPa,体弹模量的一阶导数B’₀=5.5(0.2)。晶格参数随压力的变化显示,该晶体在c轴方向更易压缩。     

高压下天然顽火辉石能量色散X射线粉末衍射研究

 在北京同步辐射装置（BSRF）高压站对采自于河北大麻坪的天然顽火辉石,在室温高压（0~31.64 GPa）下,利用金刚石压腔装置（DAC）,进行了能量色散X射线粉末衍射（EDXD）原位测量,得到了顽火辉石在不同压力下的衍射图谱,并利用UnitCell软件进行解谱,获得了其晶胞参数a、b、c和晶胞体积V及其随压力的变化,最后利用Murnaghan等温方程得到了天然顽火辉石的体积模量K_T(0)=172 GPa、压缩系数及p-V状态方程,发现沿a、b、c三方向的压缩系数存在明显的各向异性,结果与斜方辉石的弹性波速各向异性完全一致。     

CdTe的状态方程及其高压相变

 用金刚石压砧高压X光衍射技术研究了Ⅱ-Ⅵ族化合物CdTe的室温状态方程和室温高压相变。实验的最高压力达39.2 GPa。实验中发现CdTe从(3.3±0.1)GPa开始从闪锌矿结构相相NaCl结构相转变，相变时体积收缩15.8%；从(10.3±0.2)GPa开始从NaCl相向β-Sn结构相转变，相变时无体积突变；在(12.2±0.2)GPa由β-Sn相向正交结构相转变，相变时也无体积突变。CdTe的压缩数据用最小二乘法以Bridgman状态方程和Murnaghan状态方程拟合，得到其零压时合相变压力时各个相的体弹模量及体弹模量的压力微商，并与其它的实验合理论结果进行比较。     

(Fe0.03Ni0.97)8(Si0.79P0.21)3的等温状态方程研究

 采用固态高温烧结反应方法,成功合成出了陨硅镍铁石样品(Fe_0.03Ni_0.97)₈(Si_0.79P_0.21)₃。X射线衍射结果表明,合成样品的结构为R3'c,对应的晶胞参数为a=b=0.663 8(1) nm,c=3.789 2(2) nm,V=1.446 15(6) nm³。在室温下,对样品进行原位高压X射线衍射研究,实验最高压力达到21.3 GPa,随着压力的升高,晶胞体积逐渐减小,但并没有观察到结构相变。利用Birch-Murnaghan状态方程对体积与压力的关系进行拟合,获得常温常压下的体积V₀=1.441 4(24) nm³,体积模量K₀=220(7) GPa。晶轴与压力的关系利用Murnaghan状态方程拟合,获得a轴和c轴的模量分别为K_a=257(9)和K_c=165(4),c轴较a轴容易压缩。     

GaAs相变和热力学性质的密度泛函理论研究

利用平面波赝势密度泛函方法,对GaAs从闪锌矿结构到CsCl 结构的相变进行了理论研究.通过Birch-Murnaghan状态方程拟合闪锌矿结构GaAs的能量和体积,得到了GaAs的热力学性质.我们发现对 GaAs来说,闪锌矿结构通常比CsCl结构稳定,由闪锌矿结构到CsCl结构的相变压力在37.019 GPa左右.计算所得到的晶格常数、体弹模量及体弹模量对压强的一阶导数与实验值以及其他作者的计算值相符合.     

_LiIO_3的等温压缩和高温高压下的相变

用金刚石压砧高压x 射线衍射技术研究了_LiIO_3 在室温高压下的压缩行为, 压力达23.0GPa. 观察到晶格压缩的各向异性, 其c/a 轴比以-6.187 * l0**3 /GPa的速率减小. 得到其常压下的体弹模量B。= 3 9.2 G Pa, 体弹模量对压力的一阶导数B。=3.7 8 7. _LiIO_3在高温高压下转变成四方结构, 与淬火卸压所得的“_LiIO_3, 结构一致. 关键词：     

天青石的等温状态方程和拉曼振动研究

利用金刚石对顶砧（DAC）装置产生高压,在室温下、0～32 GPa压力范围,对天青石（SrSO4）进行了原位高压X射线衍射和拉曼光谱研究. 根据高压X射线衍射的数据,测定了天青石的等温状态方程,得到天青石的零压体弹模量KT0＝83GPa（K'T0＝4）, 在所研究压力范围内没有观察到相变的发生. 高压拉曼光谱的数据显示,在5GPa左右,SO4四面体弯曲振动峰发生劈裂,这是由SO4四面体畸变引起的;同时,所有的拉曼振动峰都随着压力的增加而增加, 并且,高频模的平均压力导数要高于低频模的,根据以上数据获得了模格林奈森参数.     

高压下ZnSe 纳米带的结构相变及拉曼散射研究

 利用高压原位角散X射线衍射实验研究了ZnSe纳米带的结构稳定性。发现样品在12.6 GPa 附近存在一个从立方闪锌矿型到立方岩盐矿型的结构相变,并且在相变点附近存在较大的体积收缩,相对体积变化率达13%。利用Birch-Murnaghan 状态方程拟合,得到了闪锌矿相的体弹模量约为56 GPa,略低于体材料的体弹模量（约67 GPa）;并得到其立方岩盐矿相的体弹模量约为116 GPa。高压拉曼散射实验结果表明,横光学声子模散射峰在5.5 GPa压力附近发生劈裂,纵光学声子模散射峰在12.8 GPa压力以上逐渐消失。根据角散实验的体弹模量数据,计算得到了闪锌矿相中对应不同声子模式的格林爱森常数。     

天然橄榄石单晶的压缩性北大核心CSCD

采用金刚石对顶砧高压装置和同步辐射X射线衍射技术,在常温下对两种天然橄榄石单晶(含铁的铁镁橄榄石(Mg_(1.83)Fe_(0.17))SiO_4和不含铁的纯镁橄榄石Mg_2SiO_4)进行了高压结构行为研究。实验结果表明,两种天然橄榄石单晶在最高压力为9.9GPa的条件下没有发生相变。采用二阶Birch-Murnaghan状态方程描述压力-晶胞体积(p-V)关系,获得了铁镁橄榄石和纯镁橄榄石在零压下的晶胞体积(0.292 9(3)、0.289 9(1)nm^3)和体积模量(140(3)、151(2)GPa)。两种镁橄榄石呈高度各向异性,轴压缩性表现为:b轴的压缩率最大,c轴次之,a轴的压缩率最小。随着铁组分的加入,橄榄石的体波速减小,两种橄榄石的体波速相差5.2%,该结果对于研究上地幔的物质构成和弹性波速具有一定的意义。     

天然橄榄石单晶的压缩性

采用金刚石对顶砧高压装置和同步辐射X射线衍射技术,在常温下对两种天然橄榄石单晶(含铁的铁镁橄榄石(Mg_(1.83)Fe_(0.17))SiO_4和不含铁的纯镁橄榄石Mg_2SiO_4)进行了高压结构行为研究。实验结果表明,两种天然橄榄石单晶在最高压力为9.9GPa的条件下没有发生相变。采用二阶Birch-Murnaghan状态方程描述压力-晶胞体积(p-V)关系,获得了铁镁橄榄石和纯镁橄榄石在零压下的晶胞体积(0.292 9(3)、0.289 9(1)nm~3)和体积模量(140(3)、151(2)GPa)。两种镁橄榄石呈高度各向异性,轴压缩性表现为:b轴的压缩率最大,c轴次之,a轴的压缩率最小。随着铁组分的加入,橄榄石的体波速减小,两种橄榄石的体波速相差5.2%,该结果对于研究上地幔的物质构成和弹性波速具有一定的意义。     

高压下AuCu3热动力学性质的第一性原理研究

利用平面波赝势密度泛函理论研究了AuCu3的结构性质,得到了晶格常数a、体弹模量 、体弹模量对压强的一阶导数 ,计算结果与实验值相吻合。通过准谐德拜模型成功地获得了高温高压下AuCu3的状态方程、热膨胀系数、热容及德拜温度。     

PbFe_(12)O_(19)在高压下的结构行为（英文）

用原位角散X射线衍射实验装置研究了PbFe12O19在55.3GPa压力以下的结构行为。通过拟合29.2GPa以下的晶格参数随压力的变化得到线性压缩率Ba0=997(38)GPa,Bc0=556(22)GPa和体弹模量B0=254(8)GPa。线性压缩率的各向异性可归因于PbFe12O19的层状堆垛结构,其较大的体弹模量可归因于致密的原子排列和较低的c/2a比。另外,在42.7GPa以上常压结构演变为另一种结构,卸压至32.3GPa以下时恢复到原来结构。     

高压下AuCu3热动力学性质的第一性原理研究

利用平面波赝势密度泛函理论研究了AuCu3的结构性质,得到了晶格常数a、体弹模量B0、体弹模量对压强的一阶导数B'0,计算结果与实验值相吻合.通过准谐德拜模型成功地获得了高温高压下Au-Cu3的状态方程、热膨胀系数、热容及德拜温度.     

压强下TaB和TaB2力学和超导性质的第一性原理研究

采用基于密度泛函理论的第一性原理赝势平面波方法, 在广义梯度近似下研究了TaB和TaB2在不同压强下的弹性常数、原子结构、电子结构以及超导性质及其对两者物理性质不同进行了比较. 计算结果表明随着压强的增加, 弹性常数和体弹模量随之增加, 而相对晶格常数a/a0, b/b0, c/c0和相对体积V/V0随压强增加而减小. 在高压下, TaB沿着a轴方向的压缩性要比b轴方向大, 而b轴方向的压缩性要比c轴方向大; TaB2是沿着c轴方向的压缩性要比a轴方向的压缩性大. 电子结构分析表明TaB2的原子态杂化程度比TaB的原子态杂化程度要高, 这与TaB2的体弹模量比TaB的体弹模量高的结果相一致. 依据Bardeen-Cooper-Schrieffer超导理论, TaB和TaB2费米能级处态密度的值随着压强的增加而降低, 说明它们的超导转变温度Tc随着压强的增加而降低.     

ZnS:Eu纳米晶的高压相变研究

采用同步辐射能量色散X射线衍射技术和金刚石对顶砧高压装置,对ZnS:Eu纳米晶进行了原位高压X光衍射实验.最高压力为30.8Pa.当压力为11.5GPa时,ZnS:Eu发生了一次从纤锌矿到闪锌矿的结构相变.在压力为16.0GPa时,又发生了明显的结构相变,相变后的结构为岩盐矿,其相变压力较体材料高.得到了Birch-Murnaghan状态方程、ZnS:Eu纳米晶的体模量和压力导数.ZnS:Eu纳米晶的体模量高于体材料的值,表明纳米材料较体材料的硬度高.     

NiO的高压结构和等温状态方程研究

 运用金刚石对顶砧（Diamond Anvil Cell,DAC）技术,以液氩作为传压介质,在最高压力为67 GPa的压力范围内对NiO进行了原位的同步辐射X射线衍射研究。在整个实验过程中,并未发现第一类结构相变,也没有发现T.Sasaki等预测的在60 GPa左右轴比c/a随压力的变化率而突然增大的现象,且此压力范围内NiO的结构畸变程度随压力的变化趋势相比以前的研究结果要平缓一些。用三阶的Brich-Murnaghan方程对实验数据进行拟合,得到的体弹模量及其对压力的一阶导数分别为B₀=195(4) GPa和B₀′=5.3(2)。     

斜波压缩下锡的相变动力学特性

利用磁驱动加载装置(CQ-4)和高精度速度测试装置(DPV),开展了斜波加载下锡的动态压缩实验。实验结果表明:锡在加载阶段经历了弹塑性转变和相变等物理过程,相变压力约为7.5 GPa。β–γ相变对应的特征速度随着锡厚度的增加,从676.3 m/s减小到636.8 m/s,对应的压力从7.62 GPa降低到7.11 GPa。结合Hayes多相状态方程和非平衡相变动力学模型,对锡的斜波压缩实验过程进行了模拟,数值计算结果可以较好地描述锡在加载阶段的弹塑性转变和相变等物理过程。讨论了体模量在不同热力学过程中的物理形式,计算结果显示,斜波压缩过程需考虑压力对体模量的修正。分析了相变弛豫时间、体模量等典型物理参数对速度波形的影响,结果表明,相变弛豫时间和各相初始自由能主要影响混合区部分速度波形,γ相的体模量参数只影响相变后的速度波形,β相的体模量参数会影响整体速度波形。     

准静水压条件下SrF2的X射线衍射

利用同步辐射能量色散X射线衍射技术对SrF₂进行了高压相变实验研究. 实验以Ar作为传压介质, 以获得准静水压条件. 实验用红宝石荧光法标定样品压力, 得到的最高压力为44.2GPa. 在实验压力范围内, SrF₂在11.2GPa时发生了从立方晶系到正交晶系的相变, 通过拟合相变前后的P-V状态 方程, 得到立方SrF₂的体弹模量为70.0(5.0)GPa, 正交SrF₂的体弹模量为198.3(15.2)GPa. 卸压到零压时, SrF₂回到立方相结构.     

纤锌矿氮化硼及其应用的研究（Ⅱ）——纤锌矿型氮化硼的等温状态方程

 使用两种不同的高压在位X光衍射法，研究了用爆炸法合成的纤锌矿型氮化硼（wBN）在室温下的等温状态方程。一种方法是用转靶X光角色散粉末衍射法，研究了它在0~40 GPa压力范围内的等温压缩行为。结果表明，wBN在0~40 GPa的压力范围内是稳定的，没有发生结构相变。通过p-V数据对Murnaghan方程拟合，得到wBN在p=0时的等温体模量B₀=(335±34) GPa及其对压力的一阶导数B₀'=4.21；另一种是用同步辐射X光能量色散衍射法，研究了它在0~25 GPa压力范围内的等温状态方程。实验中，使用了改进的自动加压的DAC高压装置，此装置保证了实验中衍射角θ₀固定不变。将获得的p-V数据仍用Murnaghan方程拟合，得到wBN在p=0时等温体模量B₀=(280±56) GPa，及其B₀'=4.39。     

辉石结构与相变的第一性原理研究

利用第一性原理方法研究了Mg端员辉石(MgSiO3)低压相(Pbca、P2_1/c)和高压相(C2/c、P2_1ca)在不同压力下(0~30GPa)的结构。首先计算得到了不同压力下各相的晶胞体积,并由状态方程拟合得到了体积模量,结果显示在零温零压条件下Pbca和P2_1/c(低压单斜相)的体积模量相近,C2/c的体积模量最大(比Pbca的大3%),而P2_1ca作为高压相其体积模量却比Pbca小很多。其次分析了Mg端员辉石3个轴向的压缩性,发现C2/c相的c轴比a轴难压缩,与前人研究的透辉石(MgCaSi2O6)的表现相反。P2_1/c、C2/c、P2_1ca的链角随着压力的增大而减小;Pbca其中一种链角的变化趋势和其他3个相一样,而另一种链角先随着压力的增大而减小,在达到7GPa后开始增大,可能表示相的不稳定或开始相变。最后通过研究不同相之间的焓值差,讨论了Mg端员辉石在低温高压下可能存在的相变情况。