Fe-3.24％Si的状态方程和声速的第一性原理计算:地球内核Si元素的约束

• 作者: 李佩芸 李艳丽 黄海军
• 来源期刊: 高压物理学报
• 关键词: Fe-3.24％Si 第一性原理计算 状态方程 声速 内地核
• 年，卷（期）: 2019,（6）
• 所属期刊栏目: 高压地球与行星科学专题
• 页码范围: 1-9
• 页数: 9页
• 分类号: O521.2
• 语种: 中文
• DOI: 10.11858/gywlxb.20190781

摘要

硅(Si)被认为是地球内核的主要轻元素,但其在内地核中的含量仍然存在争议.为了探索内地核中Si的含量,应用第一性原理方法对Fe-3.24％Si(Si的质量分数为3.24％)进行了研究.构造了4种Fe-3.24％Si的超晶胞,研究了不同的晶胞大小和自旋对优化结构的影响.结果表明:在100 GPa以上,自旋对Fe-3.24％Si的密度无影响;而在100 GPa以下,考虑自旋时的计算结果更接近实验值.基于0 K下的声速、状态方程和相关热力学参数,计算了Fe-3.24％Si在内地核条件下的密度和声速.研究发现:Fe-3.24％Si的密度低于纯铁的密度,略高于内地核的密度;纵波声速及剪切波声速与纯铁的声速很接近,但均明显高于内地核声速,因此排除了内地核含有大量Si元素的可能性.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	李艳丽	武汉理工大学理学院	23	92	6.0	8.0
2	黄海军	武汉理工大学理学院	9	9	1.0	3.0
3	李佩芸	武汉理工大学理学院	2	5	1.0	2.0