The microscopic transition process from high-density to low-density amorphous state of SnI<sub>4</sub>
The microscopic transition process from high-density to low-density amorphous state of SnI<sub>4</sub>
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SnI<sub>4</sub>从高密度到低密度非晶态的微观转变过程
DOI：
10.1088/1361-648x/ac0dd7
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发表时间：
2021
期刊：
影响因子：
--
通讯作者：
Nishioka Takuya
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Fuchizaki Kazuhiro;Ohmura Ayako;Naruta Hiroki;Nishioka Takuya
分子晶体 SnI 4 通过分子解离而经历压力诱导的固态非晶化，形成高密度非晶态 (HDA)，我们称之为 Am-I。在本研究中，我们研究了从 Am-I 到低密度非晶态 (LDA) 状态（称为 Am-II）的反向转变过程。我们首先使用原位角色散同步加速器 X 射线测量和金刚石砧室，测量室温下减压从 30 GPa 降至 1.1 GPa 时的结构系数。然后我们估计密度，密度在 3.3 和 3.0 GPa 之间出现突变，表明 HDA (Am-I) 到 LDA (Am-II) 的转变。我们使用分子动力学模拟生成的密度和分子构型作为反向蒙特卡罗拟合的输入。该拟合生动地显示了 Am-I 区域内 18 至 14 GPa 之间逐渐发生的分子重新结合。因此Am-I态可以分为两种状态：包含孤立的Sn原子的高压Am-I态和由通过金属I 2 键连接的变形分子组成的低压Am-I态。在后一种状态下，分子形状在转变为 Am-II 之前变成 C 3v 状，其中分子恢复了原始的 T d 对称性。在 SnI 4 的液-液转变中检测到这种局部对称性变化，表明局部对称性与密度的全局有序参数之间存在强耦合。
A molecular crystalline SnI 4 undergoes pressure-induced solid-state amorphization via molecular dissociation to the high-density amorphous (HDA) state, which we call Am-I. In the present study, we examine the reverse transition process from Am-I to the low-density amorphous (LDA) state, called Am-II. We first measure the structure factor on decompression from 30 GPa down to 1.1 GPa at room temperature, using in situ angle-dispersive synchrotron x-ray measurement and a diamond anvil cell. We then estimate the density, which exhibits an abrupt change between 3.3 and 3.0 GPa, indicating the HDA (Am-I)-to-LDA (Am-II) transition. We use the density and the molecular configuration generated from a molecular dynamics simulation as input to a reverse Monte Carlo fit. The fit vividly visualizes gradual molecular reassociation between 18 and 14 GPa within the Am-I region. The Am-I state can thus be divided into two states: the high-pressure Am-I state containing isolated Sn atoms and the low-pressure Am-I state consisting of deformed molecules connected by metallic I 2 bonds. In the latter state, the molecular shape becomes C 3v-like just before the transition to Am-II, in which molecules recover the original T d symmetry. This local symmetry change has been detected on the liquid–liquid transition of SnI 4, suggesting the strong coupling between the local symmetry and the global order parameter of density.
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