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Structural phase transitions in aluminium above 320 GPa - 09/05/19

Doi : 10.1016/j.crte.2018.08.006 
Guillaume Fiquet a, , Chandrabhas Narayana b, Christophe Bellin a, Abhay Shukla a, Imène Estève a, Art L. Ruoff c, Gaston Garbarino d, Mohamed Mezouar d
a IMPMC, Sorbonne Université, UMR CNRS 7590, Muséum national d’histoire naturelle, IRD, 4, place Jussieu, 75252 Paris cedex 05, France 
b Chemistry and Physics of Materials Unit, Jawaharlal Nehru Centre for Advanced Scientific Research, Jakkur P.O., 560064 Bangalore, India 
c Materials Science and Engineering, Cornell University, 14853-1501 Ithaca, NY, USA 
d European Synchrotron Radiation Facility, BP 220, 38043 Grenoble cedex, France 

Corresponding author.

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Abstract

With the application of pressure, a material decreases in volume as described in its equation of state, which is governed by energy considerations. At extreme pressures, common materials are thus expected to transform into new dense phases with extremely compact atomic arrangements that may also have unusual physical properties. For aluminium, first principle calculations have consistently predicted a phase transition sequence fcc–hcp–bcc in a pressure range below 0.5TPa [1–7]. The hcp phase was identified at 217GPa in an experiment (Akahama et al., 2006), and the bcc phase has been recently confirmed in a dynamic ramp-compression experiment coupled with time-resolved X-ray diffraction (Polsin et al. 2017). Here we confirm this observation with a synchrotron-based X-ray diffraction experiment carried out within a diamond-anvil cell and report indications of the onset of the transition towards a bcc structure at pressures beyond 320GPa. With this work, we also demonstrate the possibility of routine static high-pressure experiments with conventional bevelled diamond-anvil geometry in the 0.3–0.4TPa regime.

Le texte complet de cet article est disponible en PDF.

Keywords : Aluminium, Structural transition, X-ray diffraction, Multi-megabar


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© 2018  Publié par Elsevier Masson SAS de la part de Académie des sciences.
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Vol 351 - N° 2-3

P. 243-252 - février 2019 Retour au numéro
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