物質(zhì)在高壓條件下其內(nèi)部的晶體結(jié)構(gòu)和電子結(jié)構(gòu)一般都會發(fā)生顯著的變化,甚至?xí)憩F(xiàn)出于迥異于常壓下的新奇特性。目前,高壓已作為一種有效的手段被廣泛地應(yīng)用于對物質(zhì)的理論和實(shí)驗(yàn)研究當(dāng)中。位于地球內(nèi)部深度660-2900 km、壓力25-120 GPa范圍內(nèi)的地球下地幔是地球內(nèi)部最大的一個(gè)連續(xù)區(qū)域?qū)?約占地球三分之二的體積、一半的質(zhì)量,因此探究下地幔中的主要物質(zhì)成分對了解地球內(nèi)部構(gòu)造和動力學(xué)性質(zhì)起著重要的作用。而確定地球下地幔物質(zhì)的化學(xué)成分、元素的分布狀態(tài),以及雜質(zhì)缺陷對其的影響一直是地球科學(xué)中非常重要的課題。含量僅次于硅酸鎂石（Mg,Fe）Si03的鐵方鎂石（Mg,Fe）O是下地幔中含量第二豐富的礦物,其中Fe在（Mg,Fe）O中所處的分布狀態(tài)、自旋狀態(tài)以及所含的雜質(zhì)、空位缺陷對（Mg,Fe）O的諸多性質(zhì)均有重要影響。確定Fe在下地幔條件下的分布狀態(tài)、自旋轉(zhuǎn)變區(qū)間以及所含缺陷的濃度等對地球科學(xué)具有十分重要的意義。本論文圍繞鐵方鎂石（Mg,Fe）O的高壓物性這一主題進(jìn)行了相關(guān)研究,其主要研究內(nèi)容和結(jié)果如下:（1）首先我們利用團(tuán)簇展開與蒙特卡羅模擬相結(jié)合的方法計(jì)算了含有超過93000個(gè)原子的鐵方鎂石... 

【文章來源】：中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)安徽省 211工程院校 985工程院校

【文章頁數(shù)】：122 頁

【學(xué)位級別】：博士

【部分圖文】：

圖１．１多尺度模擬結(jié)構(gòu)示意圖［１］??

合成的物質(zhì)，當(dāng)壓力恢復(fù)到常壓后，仍會有近一半的物質(zhì)可以穩(wěn)定存在。并且，??這些物質(zhì)大多具有不同于常壓下的結(jié)構(gòu)形態(tài)和新穎的物理化學(xué)性能。由此可知，??高壓研究能夠?yàn)槲覀儗ふ姨厥庥猛镜男虏牧咸峁┴S富而有效的資源。圖１．２Ｍ１給??出了一些常見的單質(zhì)、二元及三元化合物在高壓下所經(jīng)歷相變的數(shù)目。在基礎(chǔ)理??論方面，對材料高壓性質(zhì)的研宄將有助于更加深入地理解原子、分子間相互作用，??也可以作為一種檢驗(yàn)和發(fā)展新理論模型的有效手段。另外，高壓科學(xué)還可以與其??它很多學(xué)科相結(jié)合，形成新的交叉學(xué)科，例如：高壓固體物理學(xué)、高壓地球科學(xué)、??高壓生物學(xué)、高壓化學(xué)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??圖１．２?—些常見物質(zhì)在高壓下的結(jié)構(gòu)相數(shù)目？??隨著高壓技術(shù)和高壓計(jì)算理論的飛速發(fā)展，物質(zhì)的高壓特性探索、超硬材料??的合成、高壓超導(dǎo)以及地球的內(nèi)部構(gòu)造等方面的研宄都已取得了一系列的重大進(jìn)??展。總之，高壓物理學(xué)的研宄將會不斷地給人們帶來新材料、新現(xiàn)象以及新的物??理規(guī)律，是人們認(rèn)識物質(zhì)世界的一種重要手段。??１．３．３高壓實(shí)驗(yàn)測量技術(shù)與裝置??高壓的產(chǎn)生以及在高壓條件下對物質(zhì)的各種性質(zhì)進(jìn)行檢測

合成的物質(zhì)，當(dāng)壓力恢復(fù)到常壓后，仍會有近一半的物質(zhì)可以穩(wěn)定存在。并且，??這些物質(zhì)大多具有不同于常壓下的結(jié)構(gòu)形態(tài)和新穎的物理化學(xué)性能。由此可知，??高壓研究能夠?yàn)槲覀儗ふ姨厥庥猛镜男虏牧咸峁┴S富而有效的資源。圖１．２Ｍ１給??出了一些常見的單質(zhì)、二元及三元化合物在高壓下所經(jīng)歷相變的數(shù)目。在基礎(chǔ)理??論方面，對材料高壓性質(zhì)的研宄將有助于更加深入地理解原子、分子間相互作用，??也可以作為一種檢驗(yàn)和發(fā)展新理論模型的有效手段。另外，高壓科學(xué)還可以與其??它很多學(xué)科相結(jié)合，形成新的交叉學(xué)科，例如：高壓固體物理學(xué)、高壓地球科學(xué)、??高壓生物學(xué)、高壓化學(xué)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??圖１．２?—些常見物質(zhì)在高壓下的結(jié)構(gòu)相數(shù)目？??隨著高壓技術(shù)和高壓計(jì)算理論的飛速發(fā)展，物質(zhì)的高壓特性探索、超硬材料??的合成、高壓超導(dǎo)以及地球的內(nèi)部構(gòu)造等方面的研宄都已取得了一系列的重大進(jìn)??展�？傊邏何锢韺W(xué)的研宄將會不斷地給人們帶來新材料、新現(xiàn)象以及新的物??理規(guī)律，是人們認(rèn)識物質(zhì)世界的一種重要手段。??１．３．３高壓實(shí)驗(yàn)測量技術(shù)與裝置??高壓的產(chǎn)生以及在高壓條件下對物質(zhì)的各種性質(zhì)進(jìn)行檢測


本文編號：3279139