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题名单晶硅的高温和高压拉曼光谱及对非谐效应的启示
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作者
胡艳诚
叶宇
朱曦
刘丹
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机构
中国地质大学(武汉)地质过程与矿产资源国家重点实验室
中国地质大学(武汉)地球科学学院
中国地质大学(武汉)珠宝学院
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出处
《矿物学报》
北大核心
2025年第2期216-226,共11页
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基金
国家自然科学基金项目(编号:42472061、42072050、42302040)。
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文摘
矿物晶格中的振动频率从根本上决定了其自由能及诸多热力学性质。在理论计算中通常采用简谐或准简谐近似来模拟矿物在高温和高压下的热力学性质,这往往会与实际情况有所偏差,因此需要进行必要的非谐修正,主要包括内在和外在非谐修正两方面,分别源自高温热容测量和热膨胀性质。在本实验中,我们选择具有金刚石结构的单晶硅为研究对象,利用显微共聚焦拉曼光谱仪,在不同的温度(T≤1400K)和压强(p≤14GPa)条件下测量了Si-Si键伸缩振动基频(约520cm^(-1))和倍频(约960cm^(-1))频率。基于光谱测量结果,计算了内在非谐参数(ai),并采用莫尔斯势函数来模拟Si-Si键的非谐势能,系统分析内在和外在非谐性随温度和压强的变化规律,为非谐效应的理论计算提供可靠的模型参考和借鉴。
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关键词
单晶硅
高温和高压
拉曼光谱
非谐效应
莫尔斯势函数
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Keywords
Monocrystalline silicon
high temperature and high pressure
Raman spectra
anharmonic effect
Morse potential function
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分类号
P57
[天文地球—矿物学]
O433
[机械工程—光学工程]
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