[口头报告]高温高压地幔条件下FeO的量子临界半导体态及其地学意义

高温高压地幔条件下FeO的量子临界半导体态及其地学意义
编号:3150 稿件编号:719 访问权限:仅限参会人 更新:2024-04-12 22:53:28 浏览:338次 口头报告

报告开始:2024年05月19日 08:00 (Asia/Shanghai)

报告时间:10min

所在会议:[S9] 主题9、地球物理与大地测量 » [S9-2] 主题9、地球物理与大地测量 专题9.5、专题9.7、专题9.8(19日上午,305A)

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摘要
氧化亚铁(FeO)是地球地幔的重要组分,其在地幔环境下的晶体结构、导电性质与磁性质对于构建准确的地幔模型非常重要。常压下的FeO是一种典型的Mott绝缘体,并且在高压下会金属化。然而,在高温高压极端条件下准确测量FeO的电导率非常困难,导致对于FeO金属化的温度、压强条件存在广泛争议。多数实验认为,FeO的绝缘体-金属转变只能发生在高温;而另一些实验则表明,FeO的金属化也可以发生在室温。我们采用DFT+DMFT数值计算的方法,并结合已知Mott绝缘体导电性质相图,计算了FeO在从常温常压到高温高压的电子结构,电导率以及局域磁矩。我们发现,FeO的金属化存在两种依赖于温度的路径:在低温时为绝缘体-金属相变,而在高温时为绝缘体-临界态半导体-坏金属逐渐过渡。高温高压地幔条件下的FeO,处于量子临界半导体态,其导电性质介于绝缘体和金属之间。我们计算了地幔条件下FeO的电导率,从而为“非均匀地幔模型”提供了理论基础,并有助于解释下地幔-外地核边界的能量交换、地幔柱与火山的形成、地球磁场的分布与变化、甚至于地球自转周期的变化等一系列地球物理现象。我们还研究了FeO中铁原子在高压下的磁矩坍缩行为,给出了其磁矩坍缩的原因,并探讨了磁矩坍缩与绝缘体-金属转变的关系。
关键字
FeO,地幔,高温高压,电子输运
报告人
张朋
教授 西安交通大学

稿件作者
张朋 西安交通大学
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