Electronic Spin Transition of Iron in the Earth's Lower Mantle

地球下地幔中铁的电子自旋跃迁

基本信息

  • 批准号:
    0838221
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 30万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    美国
  • 项目类别:
    Continuing Grant
  • 财政年份:
    2009
  • 资助国家:
    美国
  • 起止时间:
    2009-01-01 至 2012-12-31
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

Seismic waves traveling through the Earth have provided fundamental knowledge of the Earth?s interior. Mineralogical models of the planet indicate that the lower mantle, the most voluminous layer extending from 670 km to 2900 km in depth (~23 GPa to 140 GPa in pressures and approximately 1800 K to 4000 K in temperatures), consists of approximately 30% ferropericlase [(Mg,Fe)O] and 70% silicate perovskite containing minor amounts of aluminum [Al-(Mg,Fe,)SiO3], in addition to a small amount of calcium silicate perovskite (CaSiO3). Silicate perovskite transforms to a post-perovskite structure just above the core-mantle boundary. The properties of the Earth?s lower mantle are thus thought to be governed by this mineral assemblage, in which iron is the most abundant transition metal that can undergo electronic spin and valence transitions under high pressures and temperatures, and may alter the properties of these minerals.This proposal aims to study the nature of electronic spin transitions of iron in the lower mantle mineral assemblage, including ferropericlase, perovskite, and post-perovskite, with emphasis on associated properties influencing the chemical and physical dynamics of the lower mantle. Using a combination of laboratory and synchrotron-based facilities with high pressure-temperature diamond anvil cells, these experiments will probe physical properties most relevant to modeling the structure and geodynamics of the lower mantle including thermal equations of state, deformation and strength, sound velocities, and transport properties. With an emphasis on the spin transitions, these studies aim broadly to understand properties of the lower-mantle minerals at various pressure-temperature-composition conditions, providing direct mineral physics results for input into understanding the state of the lower-mantle at a time when tomographic images and geophysical models of the lower mantle are rapidly advancing. The expected results are fundamental to geophysics and geodynamics of the Earth and will provide new aspects of information to modeling satisfactorily the seismic, mineralogical, and geodynamic behavior of the lower mantle. The project will also develop new high-pressure techniques that will benefit researchers and students in the broad deep-mantle communities.
穿过地球的地震波提供了关于地球的基本知识?室内。地球的矿物学模型表明,下地幔是深度670 ~ 2900 km(压力~23 ~ 140 GPa,温度约1800 ~ 4000 K)的体积最大的层,由约30%的铁方石矿[(Mg,Fe)O]和70%的硅酸盐钙钛矿(含少量铝[Al-(Mg,Fe,)SiO3])组成,此外还有少量的硅酸钙钛矿(CaSiO3)。硅酸盐钙钛矿在核幔边界上方转变为后钙钛矿结构。地球的性质?因此,下地幔被认为是由这种矿物组合控制的,其中铁是最丰富的过渡金属,可以在高压和高温下进行电子自旋和价态转变,并可能改变这些矿物的性质。本研究旨在研究铁镁长石、钙钛矿和后钙钛矿等下地幔矿物组合中铁的电子自旋跃迁性质,重点研究影响下地幔化学和物理动力学的相关性质。这些实验将结合实验室和基于同步加速器的设备以及高压-高温金刚石砧单元,探索与下地幔结构和地球动力学建模最相关的物理特性,包括状态热方程、变形和强度、声速和传输特性。这些研究以自旋转变为重点,旨在了解不同压力-温度-组成条件下下地幔矿物的性质,在层析成像和地球物理模型快速发展的今天,为了解下地幔的状态提供直接的矿物物理结果。预期的结果是地球物理学和地球动力学的基础,将为下地幔的地震、矿物学和地球动力学行为的令人满意的建模提供新的信息方面。该项目还将开发新的高压技术,这将使广泛的深地幔群落的研究人员和学生受益。

项目成果

期刊论文数量(0)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ monograph.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ sciAawards.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ conferencePapers.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ patent.updateTime }}

Jung-Fu Lin其他文献

Elasticity of single-crystal olivine at high pressures and temperatures
单晶橄榄石在高压和高温下的弹性
  • DOI:
    10.1016/j.epsl.2015.06.045
  • 发表时间:
    2015-09
  • 期刊:
  • 影响因子:
    5.3
  • 作者:
    Zhu Mao;Dawei Fan;Jung-Fu Lin;Jing Yang;Sergey N. Tkachev;Kirill Zhuravlev;Vitali B. Prakapenka
  • 通讯作者:
    Vitali B. Prakapenka
鉄系超伝導体K_xFe_<2-y>Se_2の高圧下でのX線回折と共鳴X線発光分光測定
高压铁基超导体K_xFe_<2-y>Se_2的X射线衍射和共振X射线发射光谱测量
  • DOI:
  • 发表时间:
    2015
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    山本義哉;太田雄;山岡人志;Jung-Fu Lin;石井啓文;平岡望;Ku-Ding Tsuei;藤田秀紀;加賀山朋子;清水克哉;田中将嗣;岡崎宏之;尾崎壽紀;高野義彦;水木純一郎
  • 通讯作者:
    水木純一郎
Effects of antiferromagnetic short interaction in elastic spin-crossover systems
弹性自旋交叉系统中反铁磁短相互作用的影响
  • DOI:
  • 发表时间:
    2015
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    舌古裕美子;山本義哉;川瀬里美;山岡人志;池田陽一; Fabio Strigari;Andrea Severing;田島史郷;西岡 孝;Jung-Fu Lin;平岡 望;石井啓文;Ku-Ding Tsuei;有田将司;仲武昌史;島田賢也;生天目博文;谷口雅樹;水木純一郎;S. Miyashita
  • 通讯作者:
    S. Miyashita
CeFe2のCe L3端X線吸収および共鳴X線発光スペクトルにおけるCe5dバンド状態密度と内殻正孔の効果
Ce5d能带态密度和核心空穴对CeFe2的Ce L3边X射线吸收和共振X射线发射光谱的影响
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    山岡人志;Ignace Jarrige,辻井直人;今井基晴;Jung-Fu Lin;松波雅治5江口律子;有田将司;島田賢也;生天目博文;谷口雅樹;田口宗孝;仙波泰徳;大橋治彦,平岡望、石井啓文、Ku-Ding Tsuei;小谷章雄
  • 通讯作者:
    小谷章雄
First-principles calculation of temperature dependent electrical resistivity and Seebeck coefficient
温度相关电阻率和塞贝克系数的第一原理计算
  • DOI:
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    山岡人志;山本義哉;吉田雅洋;石田茂之;土屋佳則;竹下 直;Jung-Fu Lin;平岡 望;石井啓文;Ku-Ding Tsuei ;水木純一郎;S. Kou and H. Akai
  • 通讯作者:
    S. Kou and H. Akai

Jung-Fu Lin的其他文献

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

{{ truncateString('Jung-Fu Lin', 18)}}的其他基金

Collaborative Research: CSEDI: Understanding the Role of Hydrogen and Melting in the Water Transport Across the Transition Zone-Lower Mantle Boundary
合作研究:CSEDI:了解氢和熔化在跨过渡带-下地幔边界的水传输中的作用
  • 批准号:
    2001381
  • 财政年份:
    2020
  • 资助金额:
    $ 30万
  • 项目类别:
    Standard Grant
CSEDI Collaborative Research: Electrical and Thermal Transport in Iron and Iron Alloys at Core Conditions and its Effects on the Geodynamo and Thermal Earth History
CSEDI 合作研究:核心条件下铁和铁合金的电和热传输及其对地球发电机和热地球历史的影响
  • 批准号:
    1901801
  • 财政年份:
    2019
  • 资助金额:
    $ 30万
  • 项目类别:
    Standard Grant
High Pressure-Temperature Single-Crystal Elasticity of the Lower-Mantle Bridgmanite
下地幔布里奇曼石的高压-高温单晶弹性
  • 批准号:
    1916941
  • 财政年份:
    2019
  • 资助金额:
    $ 30万
  • 项目类别:
    Continuing Grant
Collaborative project: CSEDI- Understanding Si and Fe differentiation in Earth's mantle and core through experimental and theoretical research in geochemistry and mineral physics
合作项目:CSEDI-通过地球化学和矿物物理学的实验和理论研究了解地幔和地核中的硅和铁分异
  • 批准号:
    1502594
  • 财政年份:
    2015
  • 资助金额:
    $ 30万
  • 项目类别:
    Continuing Grant
Elasticity and Spin Transitions of Iron in the Earth's Lower Mantle
地球下地幔中铁的弹性和自旋跃迁
  • 批准号:
    1446946
  • 财政年份:
    2015
  • 资助金额:
    $ 30万
  • 项目类别:
    Continuing Grant
Acquisition of an Impulsive Stimulated Light Scattering (ISLS) system for elasticity and thermal conductivity studies
获取脉冲受激光散射 (ISLS) 系统用于弹性和导热性研究
  • 批准号:
    1053446
  • 财政年份:
    2012
  • 资助金额:
    $ 30万
  • 项目类别:
    Continuing Grant
CAREER: Phase Diagrams and Elasticity of Iron Alloys in the Earth's Core
职业:地核铁合金的相图和弹性
  • 批准号:
    1056670
  • 财政年份:
    2011
  • 资助金额:
    $ 30万
  • 项目类别:
    Continuing Grant

相似国自然基金

SPIN90在幽门螺杆菌空泡毒素VacA致病中的作用及机制研究
  • 批准号:
    82372269
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    49 万元
  • 项目类别:
    面上项目
解毒方抑制HIF-1α-Exosomal miR-130b-3p-SPIN90介导的巨噬细胞M2型极化改善肝癌免疫抑制微环境的作用机制
  • 批准号:
    82374540
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    48.00 万元
  • 项目类别:
    面上项目
SPIN1激活IL-10诱导M2巨噬细胞极化促进胃癌浸润转移的机制研究
  • 批准号:
    82103490
  • 批准年份:
    2021
  • 资助金额:
    30 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
SPIN1正反馈调控Hippo-YAP信号通路促胃癌侵袭转移的机制研究
  • 批准号:
    82060566
  • 批准年份:
    2020
  • 资助金额:
    34 万元
  • 项目类别:
    地区科学基金项目
自旋为1的Spin-Peierls模型的量子相变研究
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2020
  • 资助金额:
    18 万元
  • 项目类别:
    专项基金项目
Spin-Peierls化合物的分子设计策略及电操控自旋态研究
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2020
  • 资助金额:
    64 万元
  • 项目类别:
    面上项目
ETS1-SPIN1-PI3K/Akt网络调控乳腺癌耐药的分子机制研究
  • 批准号:
    81902698
  • 批准年份:
    2019
  • 资助金额:
    21.0 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
紧spin流形上Dirac方程及相关问题的研究
  • 批准号:
    11801499
  • 批准年份:
    2018
  • 资助金额:
    23.0 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
Spin-Seebeck效应中多自由度耦合的非平衡动力学研究
  • 批准号:
    11864001
  • 批准年份:
    2018
  • 资助金额:
    42.0 万元
  • 项目类别:
    地区科学基金项目
几乎平坦流形上的Spin结构和配边问题
  • 批准号:
    11801186
  • 批准年份:
    2018
  • 资助金额:
    24.0 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目

相似海外基金

Modulation of spin capacitance through regulating spin moment in transition metal-doped 2D-MoS2-based anodes for application in ion batteries
通过调节过渡金属掺杂 2D-MoS2 基阳极的自旋矩来调节自旋电容,用于离子电池
  • 批准号:
    24K08319
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 30万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
Exploration of spin topology, emergent inductance, and electron correlations in transition metal oxides
过渡金属氧化物中自旋拓扑、涌现电感和电子相关性的探索
  • 批准号:
    22KF0124
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 30万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for JSPS Fellows
spin ARPES of transition metal dichachogenide
过渡金属二硫族化物的自旋 ARPES
  • 批准号:
    22KJ0269
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 30万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for JSPS Fellows
Understanding quantum materials based on 4d-5d transition metal oxides through spin orbital coupling and dimensionality
通过自旋轨道耦合和维度了解基于 4d-5d 过渡金属氧化物的量子材料
  • 批准号:
    EP/W005786/1
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    $ 30万
  • 项目类别:
    Research Grant
CAREER: Probing exciton-exciton correlations and phase transitions for spin-polarized excitons in monolayer transition metal dichalcogenides
职业:探索单层过渡金属二硫化物中自旋极化激子的激子-激子相关性和相变
  • 批准号:
    2142703
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    $ 30万
  • 项目类别:
    Continuing Grant
Critical phenomena of metal-insulator transition in disordered impurity systems: Effects of spin and compensation
无序杂质系统中金属-绝缘体转变的关键现象:自旋和补偿的影响
  • 批准号:
    22K03449
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    $ 30万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
Spin-orbit coupling and dimensionality at the heart of quantum magnetism of heavy transition metal oxides
重过渡金属氧化物量子磁性核心的自旋轨道耦合和维数
  • 批准号:
    EP/W00562X/1
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    $ 30万
  • 项目类别:
    Research Grant
Construction of spin-polarized electronics by the transition metal silicide chiral thin films
过渡金属硅化物手性薄膜构建自旋极化电子学
  • 批准号:
    22H01944
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    $ 30万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
Spin Effects on the Excited-state Dynamics of Transition Metal Complexes
自旋效应对过渡金属配合物激发态动力学的影响
  • 批准号:
    2154233
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    $ 30万
  • 项目类别:
    Continuing Grant
CAS: Exploiting Spin in Photo-induced Chemistry: Fundamental Explorations of High-spin and Low-spin Transition Metals in Long-lived Charge Separated States and Oxidative Catalysis
CAS:利用光诱导化学中的自旋:长寿命电荷分离态和氧化催化中高自旋和低自旋过渡金属的基础探索
  • 批准号:
    2153862
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    $ 30万
  • 项目类别:
    Continuing Grant
{{ showInfoDetail.title }}

作者:{{ showInfoDetail.author }}

知道了