Первопринципные расчеты уравнений состояния фосфидов железа при давлениях ядра Земли

Abstract

В данной работе методами компьютерного моделирования исследуются уравнения состояния фосфида железа при давлениях, соответствующих условиям ядра Земли. Рассмотрены две структуры Fe 2 P симметрии Pnma и P-62m и две структуры Fe 3 P с симметрией решетки I-4 и Cmcm. Для каждой рассмотренной кристаллической решетки построено уравнение состояния P(V) без учета термических эффектов и давлений до 200 ГПа. Расчеты уравнений состояния проведены с учетом и без учета магнитного упорядочения в рассмотренных соединениях. Показано, что магнитный порядок сильно влияет на поведение функций P(V) в области низких давлений для кристаллов Fe 2 P-Pnma и Fe 3 P-I4. Такая зависимость хорошо коррелирует с рассчитанной зависимостью магнитного момента рассмотренных соединений в зависимости от давления. Также исследована относительная стабильность рассмотренных структур. Показано, что в пределе пренебрежения термическими эффектами решетка Fe 2 P-Pnma является более стабильной во всем диапазоне рассмотренных давлений. Структура Fe 3 P-I-4 является более стабильной в области низких давлений, и переход в фазу Fe 3 P-Cmcm происходит при давлении 25 Гпа.