CALYPSO文献速览:地球内部潜在的水输运载体MgSiO4H2

学术   2024-11-24 08:02   江西  
第一性原理计算解决50年悬而未决难题:半导体中铜为何扩散更快?

来自公众号:CALYPSO结构预测方法与软件
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DOI:10.1103/PhysRevLett.133.214101


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地球内部的水循环在地球演化和动力学过程中具有至关重要的作用,是长期以来备受关注的科学问题之一。由于MgSiO4H2具有较宽的温压稳定区间,被认为是地球内部水输运的关键载体。然而,MgSiO4H2的晶体结构一直未被确定,这阻碍了对地球深部水循环过程的深入理解。本文利用CALYPSO晶体结构预测方法结合第一性原理计算,预测了MgSiO4H2的两个高压候选晶体结构,其理论模拟的稳定区间和XRD数据与实验结果一致。在此基础上,建了MgSiO4H2AlOOH的固溶体,发现其在广泛的温压区间内能够稳定存在,得到实验证实。该研究不仅拓展了人们对地球深部水输运载体的认知,也为理解地球及超类地行星内部的水循环和储存提供了重要参考。



图文祥情‍‍‍‍



图1.(a)α-MgSiO4H2和(b)β-MgSiO4H2的晶体结构。(c)焓值随压力的变化曲线。


图2.(a)模拟的MgSiO4H2的P-T相图。(b)实验和理论模拟的XRD图谱。

图3. 不同温压条件下的(x)MgSiO4H2·(1-x)AlOOH的吉布斯自由能。

图4.(a)背散射电子图像,(b)元素映射图像和(c)XRD图谱


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