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Crystal chemistry and compressibility of Fe₀.₅Mg₀.₅Al₀.₅Si₀.₅O₃ and FeMg₀.₅Si₀.₅O₃ silicate perovskites at pressures up to 95 GPa

DOI zum Zitieren der Version auf EPub Bayreuth: https://doi.org/10.15495/EPub_UBT_00007616
URN zum Zitieren der Version auf EPub Bayreuth: urn:nbn:de:bvb:703-epub-7616-8

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Koemets, Iuliia ; Wang, Biao ; Koemets, Egor ; Ishii, Takayuki ; Liu, Zhaodong ; McCammon, Catherine ; Chanyshev, Artem ; Katsura, Tomoo ; Hanfland, Michael ; Chumakov, Alexander ; Dubrovinsky, Leonid:
Crystal chemistry and compressibility of Fe₀.₅Mg₀.₅Al₀.₅Si₀.₅O₃ and FeMg₀.₅Si₀.₅O₃ silicate perovskites at pressures up to 95 GPa.
In: Frontiers in Chemistry. Bd. 11 (2023) . - 1258389.
ISSN 2296-2646
DOI der Verlagsversion: https://doi.org/10.3389/fchem.2023.1258389

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Abstract

Silicate perovskite, with the mineral name bridgmanite, is the most abundant mineral in the Earth’s lower mantle. We investigated crystal structures and equations of state of two perovskite-type Fe3+-rich phases, FeMg0.5Si0.5O3 and Fe0.5Mg0.5Al0.5Si0.5O3, at high pressures, employing single-crystal X-ray diffraction and synchrotron Mössbauer spectroscopy. We solved their crystal structures at high pressures and found that the FeMg0.5Si0.5O3 phase adopts a novel monoclinic double-perovskite structure with the space group of P21/n at pressures above 12 GPa, whereas the Fe0.5Mg0.5Al0.5Si0.5O3 phase adopts an orthorhombic perovskite structure with the space group of Pnma at pressures above 8 GPa. The pressure induces an iron spin transition for Fe3+ in a (Fe0.7,Mg0.3)O6 octahedral site of the FeMg0.5Si0.5O3 phase at pressures higher than 40 GPa. No iron spin transition was observed for the Fe0.5Mg0.5Al0.5Si0.5O3 phase as all Fe3+ ions are located in bicapped prism sites, which have larger volumes than an octahedral site of (Al0.5,Si0.5)O6.

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Publikationsform: Artikel in einer Zeitschrift
Keywords: bridgmanite; silicate perovskite; double perovskite; spin transition; single-crystal X-ray diffraction; synchrotron Mössbauer spectroscopy; high pressure
Themengebiete aus DDC: 500 Naturwissenschaften und Mathematik > 530 Physik
Institutionen der Universität: Fakultäten > Fakultät für Mathematik, Physik und Informatik > Fachgruppe Materialwissenschaften > Lehrstuhl Kristallographie
Fakultäten > Fakultät für Mathematik, Physik und Informatik > Fachgruppe Materialwissenschaften > Professur Materialphysik und Technologie bei extremen Bedingungen
Fakultäten > Fakultät für Mathematik, Physik und Informatik > Fachgruppe Materialwissenschaften > Professur Materialphysik und Technologie bei extremen Bedingungen > Professur Materialphysik und Technologie bei extremen Bedingungen - Univ.-Prof. Dr. Natalia Doubrovinckaia
Fakultäten
Fakultäten > Fakultät für Mathematik, Physik und Informatik
Fakultäten > Fakultät für Mathematik, Physik und Informatik > Fachgruppe Materialwissenschaften
Sprache: Englisch
Titel an der UBT entstanden: Ja
URN: urn:nbn:de:bvb:703-epub-7616-8
Eingestellt am: 21 Mrz 2024 09:31
Letzte Änderung: 21 Mrz 2024 09:31
URI: https://epub.uni-bayreuth.de/id/eprint/7616

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