NaSbO3后钙钛矿结构及其高压行为的第一性原理理论研究

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单位中国科学院广州地球化学研究所矿物学与成矿学重点实验室;广东省矿物物理与材料研究开发重点实验室;中国科学院大学;北京高压科学研究中心;
来源矿物学报
出版年2025
期号02
摘要
NaSbO3第一性原理密度泛函理论计算,发现NaSbO3在0~60 GPa的压力范围内存在以下相变序列:R-3→(约8 GPa)Pnma→(约45 GPa)Cmcm。高压下,NaSbO3后钙钛矿结构各向异性压缩,相对压缩率b轴>a轴>c轴;NaO8多面体的4个Na-O2键压缩率大于另外的2个Na-O2键和2个Na-O1键的压缩率;SbO6八面体的Sb-O键为近等性压缩率,且小于Na-O键的平均压缩率。NaSbO3后钙钛矿结构键角的压力行为具有明显的反向性,在0~10 GPa的压力范围内,∠Sb-O1-Sb键角随着压力增加而减小,导致相邻刚性SbO6八面体内向旋转而相互靠近;10~60 GPa区间,∠Sb-O1-Sb键角随着压力增加而增加,导致相邻刚性SbO6八面体外向旋转而相互疏远。键角与压力的这种变化关系和焓与压力的变化关系一致,其内在的关联性可能是NaSbO3后钙钛矿结构相变和亚稳定的真实原因。NaSbO3后钙钛矿结构的发现及其独特的高压行为研究,为实验合成常压NaSbO3后钙钛矿结构,及后续探讨下地幔底部D″层的非均匀体与地震波异常传播之间的关系提供有益指导。

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