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2100GPa压力下D2O冰相变的低温红外吸收光谱研究
  • ISSN号:1000-4734
  • 期刊名称:《矿物学报》
  • 时间:0
  • 分类:O521.23[理学—高压高温物理;理学—物理] O433.51[机械工程—光学工程;理学—光学;理学—物理]
  • 作者机构:[1]中国科学院地球化学研究所同位素地球化学国家重点实验室, [2]日本科学技术振兴机构(JSTA), [3]中国科学院大学
  • 相关基金:国家自然科学基金项目(批准号:41174072;4190373;41102139;41121002;40772029)
中文摘要:

在2~100 GPa和12~298 K的温度压力范围内系统地研究了D2O冰Ⅷ以及冰Ⅶ-Ⅷ和Ⅶ-Ⅹ相变的红外吸收光谱特征。我们发现冰Ⅷ的伸缩振动(v1,v3)和转动振动(vR,vR′)的频率及其压力依赖与冰Ⅶ基本一致,但弯曲振动(v2)频率存在明显差异,在6 GPa压力以上时位于约1100 cm-1,较冰Ⅶ低约80 cm-1。在10 GPa压力以下,冰Ⅶ及冰Ⅷ的弯曲振动频率随压力升高而降低,显示出异常的软模行为,可以用结构弛豫来解释。在100 K温度以下,冰Ⅷ在74 GPa相变为非分子相的平动无序冰Ⅹ,该相变以转动振动(vR)向变形振动(vD)的转化为特征。所观察到的冰Ⅶ-Ⅹ相变的红外光谱特征可以用来确定Ⅶ-Ⅹ相变压力。在平动无序冰Ⅹ中,氢原子(H或D)沿氢键束缚O-H(D)···O轴的发生隧道效应,隧道效应使得围绕着一个氧原子可以形成由4个氢原子构成的四面体,从而导致红外活性的变形振动(vD)的产生。

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期刊信息
  • 《矿物学报》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国科学院
  • 主办单位:中国科学院地球化学研究所 中国矿物岩石地球化学学会
  • 主编:胡瑞忠
  • 地址:贵州省贵阳市观山湖区林城西路99号
  • 邮编:550081
  • 邮箱:kwxb@ms.gyig.ac.cn
  • 电话:0851-5891352
  • 国际标准刊号:ISSN:1000-4734
  • 国内统一刊号:ISSN:52-1045/P
  • 邮发代号:66-17
  • 获奖情况:
  • 国内外数据库收录:
  • 被引量:10998