Nature 旗下的綜合性科學期刊“Scientific Reports”發表了beat365官方网站的一項科研成果“Pressure-induced structural and spin transitions of Fe3S4”

近日，Nature 旗下的綜合性科學期刊“Scientific Reports”發表了beat365官方网站的一項科研成果“Pressure-induced structural and spin transitions of Fe3S4”，文章第一作者是本院在讀研究生黃聖軒同學，參加此項研究的還有博士生康端、牛菁菁以及巫翔研究員和秦善教授。

該項研究采用第一性原理理論計算方法研究高壓下Fe3S4的結構及性質。研究發現，在3.4 GPa，Fe3S4由反尖晶石結構轉變為Cr3S4型結構(CS)，導緻9.7%的體積坍塌，并伴随Fe3+配位數的增加。電子态密度和電荷密度計算表明該結構相變也導緻了Fe3S4由半金屬性轉變為金屬性以及Fe的重排。在8.5 GPa和17 GPa，Fe2+和Fe3+分别發生了高自旋(HS)到低自旋(LS)轉變，并沒有發現中間自旋态(IS)。此外，該計算也得到了Fe3S4在高壓下不同物相的狀态方程。

衆所周知，尖晶石結構(SP)化合物(MgAl2O4、FeCr2O4、Fe3O4…)在地球内部廣泛存在，其在地球内部的結構變化及理化性質影響着地球深部的物理、化學及動力學過程。然而，高壓下尖晶石化合物的結構及性質還存在諸多争論，尤其是高壓下含鐵尖晶石中鐵的變化更是撲朔迷離。因此，該項研究不僅深入探讨了高壓下Fe3S4的結構變化及其磁學、電學、彈性性質，也為了解地球深部的物質組成和性質提供了重要的依據。

該項研究成果于4月12日在線發表，文章鍊接：https://www.nature.com/articles/srep46334。

圖1不同Fe3S4相的相對焓關系、晶胞體積、淨磁矩、亞晶格鐵磁矩随壓力的關系圖