Первопринципные расчеты стабильности фаз в системе N–H при давлениях до 1.5 ТПа

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Проведены теоретические расчеты стабильности соединений в системе N–H при 0 К до давлений 1.5 ТПа. Эволюционный поиск стабильных структур в программе USPEX проведен с помощью метода PBEsol + vdW в рамках теории функционала плотности. Обнаружены новые стабильные структуры в соединениях NH и N3H10 и уточнены границы фазовых переходов в соединениях N3H7, NH3 и NH4. При максимальных давлениях 1.5 ТПа стабильными фазами являются NH со структурами P4122 или P4322 и NH4 со структурой C2/c. Полученные данные могут быть использованы для последующего расчета уравнений состояния фаз системы N–H, что является крайне важным для физики планет.

Об авторах

К. Д Литасов

Институт физики высоких давлений им. Л. Ф. Верещагина РАН

Email: litasov@hppi.troitsk.ru
Троицк, Москва, Россия

В. В Бражкин

Институт физики высоких давлений им. Л. Ф. Верещагина РАН

Троицк, Москва, Россия

Н. Е Сагатов

Институт физики высоких давлений им. Л. Ф. Верещагина РАН; Евразийский национальный университет им. Л.Н. Гумилева

Троицк, Москва, Россия; Астана, Казахстан

Т. М Инербаев

Институт физики высоких давлений им. Л.Ф.Верещагина РАН; Институт геохимии и аналитической химии им. В. И. Вернадского РАН

Троицк, Москва, Россия; Москва, Россия

Список литературы

  1. W.B. Hubbard and J. J. MacFarlane, J. Geophys. Res. Solid Earth 85, 225 (1980).
  2. N. Nettelmann, K. Wang, J. J. Fortney, S. Hamel, S. Yellamilli, M. Bethkenhagen, and R. Redmer, Icarus 275, 107 (2016).
  3. К.Д. Литасов, Геология и геофизика 52, 613 (2011).
  4. A. S. Naumova, S.V. Lepeshkin, P.V. Bushlanov, and A.R. Oganov, J. Phys. Chem. A 125, 3936 (2021).
  5. L. J. Conway, C. J. Pickard, and A. Hermann, Proc. Natl. Acad. Sci. 118, e2026360118 (2021).
  6. F. Datchi, S. Ninet, M. Gauthier, A. Saitta, B. Canny, and F. Decremps, Phys. Rev. B 73, 174111 (2006).
  7. K.D. Litasov, A. F. Goncharov, and R. J. Hemley, Earth Planet. Sci. Lett. 309, 318 (2011).
  8. S. S. Lobanov, P.-N. Chen, X.-J .Chen, C.-S. Zha, K.D. Litasov, H.-K. Mao, and A.F. Goncharov, Nat. Commun. 4, 2446 (2013).
  9. K. F. Dziubek, M. Ende, D. Scelta, R. Bini, M. Mezouar, G. Garbarino, and R. Miletich, Nat. Commun. 9, 3148 (2018).
  10. J.-A. Queyroux, S. Ninet, G. Weck, G. Garbarino, T. Plisson, M. Mezouar, and F. Datchi, Phys. Rev. B 99, 134107 (2019).
  11. V.B. Prakapenka, N. Holtgrewe, S. S. Lobanov, and A.F. Goncharov, Nat. Phys. 17, 1233 (2021).
  12. G.-R. Qian, H. Niu, C.-H. Hu, A.R. Oganov, Q. Zeng, and H.-Y. Zhou, Sci. Rep. 6, 25947 (2016).
  13. A. S. Naumova, S.V. Lepeshkin, and A.R. Oganov, J. Phys. Chem. C 123, 20497 (2019).
  14. L.E. Crandall, J.R. Rygg, D.K. Spaulding, T.R. Boehly, S. Brygoo, and P.M. Celliers, Phys. Rev. Lett. 125, 165701 (2020).
  15. A. Ravasio, M. Bethkenhagen, J.-A. Hernandez, A. Benuzzi-Mounaix, F. Datchi, M. French, M. Guarguaglini, F. Lefevre, S. Ninet, and R. Redmer, Phys. Rev. Lett. 126, 025003 (2021).
  16. J.-A.Hernandez, M. Bethkenhagen, S. Ninet, M. French, A. Benuzzi-Mounaix, F. Datchi, M. Guarguaglini, F. Lefevre, F. Occelli, and R. Redmer, Nat. Phys. 19, 1280 (2023).
  17. G.Tabak, J.R. Rygg, M. Millot et al. (Collaboration), Phys. Rev. B 109, 064102 (2024).
  18. К.Д. Литасов, В.В. Бражкин, Н.Е. Сагатов, Т.М. Инербаев, Письма в ЖЭТФ 119, 206 (2024).
  19. R.B. von Dreele and R.C. Hanson, Acta Crystallogr. C 40, 1635 (1984).
  20. J. S. Loveday, R. J. Nelmes, W.G. Marshall, J.M. Besson, S. Klotz, and G. Hamel, Phys. Rev. Lett. 76, 74 (1996).
  21. S. Ninet, F. Datchi, P. Dumas, M. Mezouar, G. Garbarino, A. Mafety, C. Pickard, R. Needs, and A. Saitta, Phys. Rev. B 89, 174103 (2014).
  22. T. Kimura and M. Murakami, Proc. Natl. Acad. Sci. 118, e2021810118 (2021).
  23. C. J. Pickard and R. Needs, Nat. Mater. 7, 775 (2008).
  24. В.Д. Селемир, В. В. Бражкин, К.Д. Литасов и др., Письма в ЖЭТФ 119, 825 (2024).
  25. G. Kresse and J. Furthmuller, Comput. Mater. Sci. 6, 15 (1996).
  26. G. Kresse and J. Furthmuller, Phys. Rev. B 54, 11169 (1996).
  27. J. P. Perdew, K. Burke, K., and M. Ernzerhof, Phys. Rev. Lett. 77, 3865 (1996).
  28. J. P. Perdew, A. Ruzsinszky, G. I. Csonka, O.A. Vydrov, G.E. Scuseria, L.A. Constantin, X. Zhou, and K. Burke, Phys. Rev. Lett. 100, 136406 (2008).
  29. H.K. Monkhorst and J.D. Pack, Phys. Rev. B 13, 5188 (1976).
  30. S. Grimme, J. Antony, S. Ehrlich, and H. Krieg, J. Chem. Phys. 132, 15 (2010).
  31. M.A. Morales, J.M. McMahon, C. Pierleoni, and D.M. Ceperley, Phys. Rev. Lett. 110, 065702 (2013).
  32. J. McMinis, R.C. Clay, D. Lee, and M.A. Morales, Phys. Rev. Lett. 114, 105305 (2015).
  33. H.Y. Geng and Q. Wu, Sci. Rep. 6, 36745 (2016).
  34. K. Abe, Phys. Rev. B 111, 094103 (2025).
  35. R.C. Clay, J. McMinis, J.M. McMahon, C. Pierleoni, D.M. Ceperley, and M.A. Morales, Phys. Rev. B 89, 184106 (2014).
  36. M.D. Knudson, M. P. Desjarlais, A. Becker, R.W. Lemke, K. Cochrane, M. E. Savage, D.E. Bliss, T. Mattsson, and R. Redmer, Science 348, 1455 (2015).
  37. B.H. Cogollo-Olivo, S. Biswas, S. Scandolo, and J.A. Montoya, Phys. Rev. B 98, 094103 (2018).
  38. A.R. Oganov and C.W. Glass, J. Chem. Phys. 124, 244704 (2006).
  39. A.R. Oganov, A.O. Lyakhov, and M. Valle, Acc. Chem. Res. 44, 227 (2011).
  40. A.O. Lyakhov, A.R. Oganov, H.T. Stokes, and Q. Zhu, Comp. Phys. Comm. 184, 1172 (2013).
  41. C. J. Pickard and R. J. Needs, Nat. Phys. 3, 473 (2007).
  42. H.Y. Geng, H.X. Song, J. F. Li, and Q. Wu, J. Appl. Phys. 111, 063510 (2012).
  43. C. J. Pickard and R. J. Needs, Phys. Rev. Lett. 102, 125702 (2009).
  44. Y. Ma, A.R. Oganov, Z. Li, Y. Xie, and J. Kotakoski, Phys. Rev. Lett. 102, 065501 (2009).
  45. X.Wang, Y. Wang, M. Miao, X. Zhong, J. Lv, T. Cui, J. Li, L. Chen, C. J. Pickard, and Y. Ma, Phys. Rev. Lett. 109, 175502 (2012).
  46. J. Sun, M. Martinez-Canales, D.D. Klug, C. J. Pickard, and R. J. Needs, Phys. Rev. Lett. 111, 175502 (2013).

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

© Российская академия наук, 2025

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».