Optical study of H2O ice to 120 GPa: Dielectric function, molecular polarizability, and equation of state

Journal of Chemical Physics

Volumn 126, Issue 7, 2007, Pages

  Zha, Chang Sheng ^a,b   Hemley, Russell J ^b   Gramsch, Stephen A ^b   Mao, Ho Kwang ^b   Bassett, William A ^c  

^a Department of Obstetrics Gynecology   (United States)

^b GEOPHYSICAL LABORATORY   (United States)

^c Institute for the Study of the Continents   (United States)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

DIELECTRIC FUNCTION; EQUATION OF STATE; MOLECULAR POLARIZABILITY; ROOM TEMPERATURE;

MOLECULAR DYNAMICS; OPTICAL VARIABLES MEASUREMENT; PHASE TRANSITIONS; REFRACTIVE INDEX; X RAY DIFFRACTION ANALYSIS;

ICE;

WATER;

ARTICLE; CHEMICAL MODEL; CHEMISTRY; ELECTROCHEMISTRY; PHASE TRANSITION; PRESSURE; STATISTICS; THERMODYNAMICS; X RAY DIFFRACTION;

ELECTROCHEMISTRY; MODELS, CHEMICAL; PHASE TRANSITION; PRESSURE; STATISTICS; THERMODYNAMICS; WATER; X-RAY DIFFRACTION;

EID: 33847186253     PISSN: 00219606     EISSN: None     Source Type: Journal    
DOI: 10.1063/1.2463773     Document Type: Article

References (53)

1. M. J. Jamin, Acad. Sci., Paris, C. R. 0001-4036 45, 892 (1857); M. J. Jamin, Ann. Chim. Phys. 52, 163 (1858).
2. M. J. Jamin, Acad. Sci., Paris, C. R. 0001-4036 45, 892 (1857); M. J. Jamin, Ann. Chim. Phys. 52, 163 (1858).
3. C. X. Guo and C. S. Zha, Chin. Phys. 0273-429X 3, 310 (1983); N. M. Balzaretti, J. P. Denis, and J. A. H. Dajornada, J. Appl. Phys. 0021-8979 10.1063/1.353240 73, 1426 (1993); J. H. Eggert, L. W. Xu, R. Z. Che, L. C. Chen, and J. F. Wang, J. Appl. Phys. 0021-8979 10.1063/1.351591 72, 2453 (1992); M. Grimsditch, R. Le Toullec, A. Polian, and M. Gauthier, J. Appl. Phys. 0021-8979 10.1063/1.337597 60, 3479 (1986); J. Van Straaten and I. F. Silvera, Phys. Rev. B 37, 1989 (1988).
4. C. X. Guo and C. S. Zha, Chin. Phys. 0273-429X 3, 310 (1983); N. M. Balzaretti, J. P. Denis, and J. A. H. Dajornada, J. Appl. Phys. 0021-8979 10.1063/1.353240 73, 1426 (1993); J. H. Eggert, L. W. Xu, R. Z. Che, L. C. Chen, and J. F. Wang, J. Appl. Phys. 0021-8979 10.1063/1.351591 72, 2453 (1992); M. Grimsditch, R. Le Toullec, A. Polian, and M. Gauthier, J. Appl. Phys. 0021-8979 10.1063/1.337597 60, 3479 (1986); J. Van Straaten and I. F. Silvera, Phys. Rev. B 37, 1989 (1988).
5. C. X. Guo and C. S. Zha, Chin. Phys. 0273-429X 3, 310 (1983); N. M. Balzaretti, J. P. Denis, and J. A. H. Dajornada, J. Appl. Phys. 0021-8979 10.1063/1.353240 73, 1426 (1993); J. H. Eggert, L. W. Xu, R. Z. Che, L. C. Chen, and J. F. Wang, J. Appl. Phys. 0021-8979 10.1063/1.351591 72, 2453 (1992); M. Grimsditch, R. Le Toullec, A. Polian, and M. Gauthier, J. Appl. Phys. 0021-8979 10.1063/1.337597 60, 3479 (1986); J. Van Straaten and I. F. Silvera, Phys. Rev. B 37, 1989 (1988).
6. C. X. Guo and C. S. Zha, Chin. Phys. 0273-429X 3, 310 (1983); N. M. Balzaretti, J. P. Denis, and J. A. H. Dajornada, J. Appl. Phys. 0021-8979 10.1063/1.353240 73, 1426 (1993); J. H. Eggert, L. W. Xu, R. Z. Che, L. C. Chen, and J. F. Wang, J. Appl. Phys. 0021-8979 10.1063/1.351591 72, 2453 (1992); M. Grimsditch, R. Le Toullec, A. Polian, and M. Gauthier, J. Appl. Phys. 0021-8979 10.1063/1.337597 60, 3479 (1986); J. Van Straaten and I. F. Silvera, Phys. Rev. B 37, 1989 (1988).
7. C. X. Guo and C. S. Zha, Chin. Phys. 0273-429X 3, 310 (1983); N. M. Balzaretti, J. P. Denis, and J. A. H. Dajornada, J. Appl. Phys. 0021-8979 10.1063/1.353240 73, 1426 (1993); J. H. Eggert, L. W. Xu, R. Z. Che, L. C. Chen, and J. F. Wang, J. Appl. Phys. 0021-8979 10.1063/1.351591 72, 2453 (1992); M. Grimsditch, R. Le Toullec, A. Polian, and M. Gauthier, J. Appl. Phys. 0021-8979 10.1063/1.337597 60, 3479 (1986); J. Van Straaten and I. F. Silvera, Phys. Rev. B 37, 1989 (1988).
8. R. J. Hemley, M. Hanfland, and H. K. Mao, Nature (London) 350, 6318 (1991).
9. W. J. Evans and I. F. Silvera, Phys. Rev. B 57, 14105 (1998).
10. A. Dewaele, J. H. Eggert, P. Loubeyre, and R. Le Toullec, Phys. Rev. B 67, 094112 (2003).
11. B. Kamb and B. L. Davis, Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 52, 1433 (1964).
12. W. B. Holzapfel, J. Chem. Phys. 56, 712 (1972).
13. A. F. Goncharov, V. V. Struzhkin, M. Somayazulu, R. J. Hemley, and H. K. Mao, Science 0036-8075 10.1126/science.273.5272.218 273, 5272 (1996); K. Aoki, H. Yamawaki, M. Sakashita, and H. Fujihisa, Phys. Rev. B 54, 15673 (1996).
14. A. F. Goncharov, V. V. Struzhkin, M. Somayazulu, R. J. Hemley, and H. K. Mao, Science 0036-8075 10.1126/science.273.5272.218 273, 5272 (1996); K. Aoki, H. Yamawaki, M. Sakashita, and H. Fujihisa, Phys. Rev. B 54, 15673 (1996).
15. J. F. Lin, E. Gregoryanz, V. V. Struzhkin, M. Somayazulu, H. K. Mao, and R. J. Hemley, Geophys. Res. Lett. 32, L11306 (2005).
16. M. Song, H. Yamawaki, H. Fujihisa, M. Sakashita, and K. Aoki, Phys. Rev. B 60, 12644 (1999).
17. R. G. Munro, S. Block, F. A. Mauer, and G. Piermarini, J. Appl. Phys. 53, 6174 (1982).
18. R. J. Hemley, A. P. Jephcoat, H. K. Mao, C. S. Zha, L. W. Finger, and D. E. Cox, Nature (London) 330, 737 (1987).
19. E. Wolanin, P. Pruzan, J. C. Chervin, B. Canny, M. Gauthier, D. Häusermann, and M. Hanfland, Phys. Rev. B 56, 5781 (1997).
20. P. Loubeyre, R. Le Toullec, E. Wolanin, M. Hanfland, and D. Häusermann, Nature (London) 397, 503 (1999).
21. J. Hama and K. Suito, Phys. Lett. A 187, 346 (1994).
22. F. H. Stillinger and K. S. Schweizer, J. Phys. Chem. 0022-3654 10.1021/j100244a058 87, 4281 (1983); K. S. Schweizer and F. J. Stillinger, J. Chem. Phys. 80, 1230 (1984).
23. F. H. Stillinger and K. S. Schweizer, J. Phys. Chem. 0022-3654 10.1021/j100244a058 87, 4281 (1983); K. S. Schweizer and F. J. Stillinger, J. Chem. Phys. 80, 1230 (1984).
24. A. Polian and M. Grimsditch, Phys. Rev. Lett. 52, 1312 (1984).
25. H. A. Lorentz, Ann. Phys. Chem. 0003-3804 9, 641 (1880); L. Lorentz, Ann. Phys. Chem. 11, 70 (1880).
26. H. A. Lorentz, Ann. Phys. Chem. 0003-3804 9, 641 (1880); L. Lorentz, Ann. Phys. Chem. 11, 70 (1880).
27. M. P. Surh, S. G. Louie, and M. L. Cohen, Phys. Rev. B 45, 8239 (1992).
28. D. A. Dunmur, Mol. Phys. 23, 109 (1972).
29. N. F. Mott and R. W. Gurney, Electronic Processes in Ionic Crystals (Dover, New York, 1964); N. F. Mott and M. J. Littleton, J. Chem. Soc., Faraday Trans. 2 85, 565 (1989).
30. N. F. Mott and R. W. Gurney, Electronic Processes in Ionic Crystals (Dover, New York, 1964); N. F. Mott and M. J. Littleton, J. Chem. Soc., Faraday Trans. 2 85, 565 (1989).
31. O. L. Anderson and E. Schreibe, J. Geophys. Res. 70, 1463 (1965).
32. P. Demontis, R. Le Sar, and M. L. Klein, Phys. Rev. Lett. 0031-9007 10.1103/PhysRevLett.60.2284 60, 2284 (1988); P. Demontis, M. L. Klein, and R. Le Sar, Phys. Rev. B 40, 2716 (1989).
33. P. Demontis, R. Le Sar, and M. L. Klein, Phys. Rev. Lett. 0031-9007 10.1103/PhysRevLett.60.2284 60, 2284 (1988); P. Demontis, M. L. Klein, and R. Le Sar, Phys. Rev. B 40, 2716 (1989).
34. S. H. Wemple and M. DiDomenico, Jr., Phys. Rev. B 3, 1338 (1971).
35. J. A. Van Vechten, Phys. Rev. 0031-899X 10.1103/PhysRev.182.891 182, 891 (1969); J. C. Phillips, Phys. Rev. Lett. 0031-9007 10.1103/PhysRevLett.20.550 20, 550 (1968); J. C. Phillips and J. A. Van Vechten, Phys. Rev. Lett. 22, 705 (1969).
36. J. A. Van Vechten, Phys. Rev. 0031-899X 10.1103/PhysRev.182.891 182, 891 (1969); J. C. Phillips, Phys. Rev. Lett. 0031-9007 10.1103/PhysRevLett.20.550 20, 550 (1968); J. C. Phillips and J. A. Van Vechten, Phys. Rev. Lett. 22, 705 (1969).
37. J. A. Van Vechten, Phys. Rev. 0031-899X 10.1103/PhysRev.182.891 182, 891 (1969); J. C. Phillips, Phys. Rev. Lett. 0031-9007 10.1103/PhysRevLett.20.550 20, 550 (1968); J. C. Phillips and J. A. Van Vechten, Phys. Rev. Lett. 22, 705 (1969).
38. S. H. Wemple and M. Di Domenico, Jr., Phys. Rev. Lett. 23, 1156 (1969).
39. E. J. Cassel, Proc. R. Soc. London, Ser. A 153, 534 (1935).
40. A. F. Goncharov, V. V. Struzhkin, H. K. Mao, and R. J. Hemley, Phys. Rev. Lett. 83, 1998 (1999).
41. V. V. Struzhkin, A. F. Goncharov, R. J. Hemley, and H. K. Mao, Phys. Rev. Lett. 78, 4446 (1997).
42. M. Benoit, A. H. Romero, and D. Marx, Phys. Rev. Lett. 89, 145501 (2002).
43. M. Benoit, D. Marx, and M. Parrinello, Nature (London) 392, 258 (1998).
44. R. J. Hemley and H. K. Mao, in Properties of Earth and Planetary Materials at High Pressure and Temperature, edited by, M. Manghnani, and, T. Yagi, (American Geophysical Union, Washington, D.C., 1998), p. 173.
45. J. M. Besson, La Matiere Sous Haute Pression, Image de la Physique (CNRS, Paris, 1986).
46. M. Benoit, M. Bernasconi, and M. Parrinello, Phys. Rev. Lett. 76, 2934 (1996).
47. N. F. Ness, M. H. Acuna, K. W. Behannon, L. F. Burlaga, J. E. P. Connerney, R. P. Lepping, and F. M. Neubauer, Science 0036-8075 10.1126/science.233.4759.85 233, 85 (1986); N. F. Ness, M. H. Acuna, L. F. Burlaga, J. E. P. Connerney, R. P. Lepping, and F. M. Neubauer, Science 246, 1473 (1989).
48. N. F. Ness, M. H. Acuna, K. W. Behannon, L. F. Burlaga, J. E. P. Connerney, R. P. Lepping, and F. M. Neubauer, Science 0036-8075 10.1126/science.233.4759.85 233, 85 (1986); N. F. Ness, M. H. Acuna, L. F. Burlaga, J. E. P. Connerney, R. P. Lepping, and F. M. Neubauer, Science 246, 1473 (1989).
49. R. L. Kirk and D. J. Stevenson, Astrophys. J. 0004-637X 10.1086/165248 316, 836 (1987); W. J. Nellis, D. C. Hamilton, N. C. Holmes, H. B. Radousky, F. H. Ree, A. C. Mitchell, and M. Nicol, Science 240, 779 (1988).
50. R. L. Kirk and D. J. Stevenson, Astrophys. J. 0004-637X 10.1086/165248 316, 836 (1987); W. J. Nellis, D. C. Hamilton, N. C. Holmes, H. B. Radousky, F. H. Ree, A. C. Mitchell, and M. Nicol, Science 240, 779 (1988).
51. D. J. Stevenson, Rep. Prog. Phys. 46, 555 (1983).
52. J. Hama, Y. Shiomi, and K. Suito, J. Phys.: Condens. Matter 2, 8107 (1990).
53. P. Loubeyre, F. Ocelli, and R. LeToullec, Nature (London) 416, 613 (2002).