二氧化矽新過渡態

2015年三月,一個以卡內基為主導的研究隊伍,發現在室溫和極端壓力下,二氧化矽的五種新形態,結果發表在自然通訊上。第一個發現二氧化矽在高壓,高溫下的形態,或稱相的是柯石英,它像石英;包含有矽原子塊,其周圍有四個氧原子包圍。在更高壓力和溫度下,二氧化矽轉變為更密的,稱為超石英相,六個氧原子包圍矽原子。在壓力比上述二種情況更高的壓力下的相,有時稱為後超石英。X-射線表明,這幾種相之間的過渡相不是非晶態,而是很好的晶體。

2015年三月,一個卡內基為主導的研究隊伍發現室溫和極端壓力下,二氧化矽的五種新形態。結果發表在自然通訊Nature Communications)上。

矽的氧化物,通常稱為二氧化矽,是一種最豐富的自然化合物和地球外殼的主要成份,大家都知道,水晶是它的常見形態。二氧化矽是沙的主要成份。可用它來製造微晶片,水泥,玻璃等。

二氧化矽在高-壓下的各種相是科學家感興趣研究的問題;研究摸妨地球深處,在極端條件下,二氧化矽的不同化學相之間的轉變。

第一個發現二氧化矽在高壓,高溫下的形態,或稱相的是柯石英,它像石英;包含有矽原子塊,其周圍有四個氧原子包圍。在更高壓力和溫度下二氧化矽轉變為更密的,稱為超石英相,六個氧原子包圍矽原子。在壓力比上述二種情況更高的壓力下的相,有時稱為後超石英。

化學相是物質的原子組成一種特別的均勻圖形。當外部條件改變,如溫度和壓力,能導致一種相轉變為另一種相。和水受冷變成冰或變成蒸汽不同。

研究隊物包括卡內基的胡請陽(Qingyang Hu)和舒進富(Jinfu Shu)等,證明,在257,000至523000大氣壓力下,在形成最後比超石英更密的相之前,柯石英單晶轉變成四種共存的晶相,有時稱為後超石英,這是研究隊發現的第五種新相。

科學家以前認為,這些中間相是非晶態。但新研究用超X-射線分析證明,不是非晶態,而是很好的晶態。

參考文獻:

“New transitory form of silica observed" www.sciencedaily.com/releases/2015/03/150320091534.htm

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