Pressure-induced crystal structure and spin-state transitions in magnetite (Fe 3O 4)

Journal of the American Chemical Society

Volumn 134, Issue 33, 2012, Pages 13780-13786

  Ju, Sheng ^a   Cai, Tian Yi ^a   Lu, Hai Shuang ^a   Gong, Chang De ^b,c  

^a SOOCHOW UNIVERSITY   (China)

^b ZHEJIANG NORMAL UNIVERSITY   (China)

^c NANJING UNIVERSITY   (China)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

ABRUPT DROPS; AMBIENT PRESSURES; CORRELATED SYSTEMS; CRYSTAL FIELDS; EARTH'S LOWER MANTLE; EMERGENT PHENOMENON; EXPERIMENTAL OBSERVATION; EXTERNAL PRESSURES; HIGH PRESSURE; HIGH-PRESSURE BEHAVIOR; HIGH-PRESSURE PHASE; HIGH-TEMPERATURE SUPERCONDUCTIVITY; MAGNETIC MINERALS; MAGNETOELECTRIC COUPLINGS; ORBITAL OCCUPATION; PRESSURE-INDUCED PHASE TRANSITION; SPIN STATE TRANSITION; STRUCTURAL AND MAGNETIC PROPERTIES; STRUCTURAL TRANSITIONS; SUB-LATTICES; TRANSITION-METAL OXIDES;

COLOSSAL MAGNETORESISTANCE; DENSITY FUNCTIONAL THEORY; MAGNETIC MATERIALS; MAGNETIC MOMENTS; MAGNETIC PROPERTIES; TRANSITION METALS;

MAGNETITE;

MAGNETITE;

ACCELERATION; ARTICLE; ASTRONOMY; COMPRESSION; CONTROLLED STUDY; CRYSTAL STRUCTURE; DENSITY FUNCTIONAL THEORY; ELASTICITY; ELECTRONICS; FINITE ELEMENT ANALYSIS; MAGNETIC FIELD; MAGNETISM; PHASE TRANSITION; PRESSURE GRADIENT;

EID: 84865436426     PISSN: 00027863     EISSN: 15205126     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/ja305167h     Document Type: Article

References (58)

1. Barbee, T. W., III; Garcia, A.; Cohen, M. L. Nature 1989, 340, 369-371
2. Chen, X. J.; Struzhkin, V. V.; Yu, Y.; Goncharov, A. F.; Lin, C. T.; Mao, H. K.; Hemley, R. J. Nature 2010, 466, 950-953
3. Sun, L. L.; Chen, X. J.; Guo, J.; Gao, P.; Huang, Q. Z.; Wang, H. D.; Fang, M. H.; Chen, X. L.; Chen, G. F.; Wu, Q.; Zhang, C.; Gu, D. C.; Dong, X.; Wang, L.; Yang, K.; Li, A.; Dai, X.; Mao, H. K.; Zhao, Z. X. Nature 2011, 483, 67-69
4. Zhao, J.; Wang, L.; Dong, D.; Liu, Z.; Liu, H.; Chen, G.; Wu, D.; Luo, J.; Wang, N.; Yu, Y.; Jin, C.; Guo, G. J. Am. Chem. Soc. 2008, 130, 13828-13829
5. Oka, K.; Azuma, M.; Chen, W.; Yusa, H.; Belik, A. A.; Takayama-Muromachi, E.; Mizumaki, M.; Ishimatsu, N.; Hiraoka, N.; Tsujimoto, M.; Tucker, M. G.; Attfield, J. P.; Shimakawa, Y. J. Am. Chem. Soc. 2010, 132, 9438-9443
6. Azuma, M.; Carlsson, S.; Rodgers, J.; Tucker, M. G.; Tsujimoto, M.; Ishiwata, S.; Isoda, S.; Shimakawa, Y.; Takano, M.; Attfield, J. P. J. Am. Chem. Soc. 2007, 129, 14433-14436
7. Belik, A. A.; Yusa, H.; Hirao, N.; Ohishi, Y.; Takayama-Muromachi, E. Chem. Mater. 2009, 21, 3400-3405
8. Belik, A. A.; Yusa, H.; Hirao, N.; Ohishi, Y.; Takayama-Muromachi, E. Inorg. Chem. 2009, 48, 1000-1004
9. Ding, Y.; Haskel, D.; Tseng, Y. C.; Kaneshita, E.; van Veenendaal, M.; Mitchell, J. F.; Sinogeikin, S. V.; Prakapenka, V.; Mao, H. K. Phys. Rev. Lett. 2009, 102, 237201
10. Baldini, M.; Struzhkin, V. V.; Goncharov, A. F.; Postorino, P.; Mao, W. L. Phys. Rev. Lett. 2011, 106, 066402
11. Zhou, J. S.; Goodenough, J. B. Phys. Rev. Lett. 2002, 89, 087201
12. Zhou, J. S.; Alonso, J. A.; Muonz, A.; Fernandez-Diaz, M. T.; Goodenough, J. B. Phys. Rev. Lett. 2011, 106, 057201
13. Varga, T.; Kumar, A.; Vlahos, E.; Denev, S.; Park, M.; Hong, S.; Sanehira, T.; Wang, Y.; Fennie, C. J.; Streiffer, S. K.; Ke, X.; Schiffer, P.; Gopalan, V.; Mitchell, J. F. Phys. Rev. Lett. 2009, 103, 047601
14. Wu, X.; Steinle-Neumann, G.; Narygina, O.; Kantor, I.; McCammon, C.; Prakapenka, V.; Swamy, V.; Dubrovinsky, L. Phys. Rev. Lett. 2009, 103, 065503
15. Kawakami, T.; Tsujimoto, Y.; Kageyama, H.; Chen, X. Q.; Fu, C. L.; Tassel, C.; Kitada, A.; Suto, S.; Hirama, K.; Sekiya, Y.; Makino, Y.; Okada, T.; Yagi, T.; Hayashi, N.; Yoshimura, K.; Nasu, S.; Podloucky, R.; Takano, M. Nat. Chem. 2009, 1, 371-376
16. Cohen, R. E.; Mazin, I. I.; Isaak, D. G. Science 1997, 275, 654-657
17. Li, J.; Struzhkin, V. V.; Mao, H. K.; Shu, J.; Hemley, R. J.; Fei, Y.; Mysen, B.; Dera, P.; Prakapenka, V.; Shen, G. Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 2004, 101, 14027-14030
18. Speziale, S.; Milner, A.; Lee, V. E.; Clark, S. M.; Pasternak, M. P.; Jeanloz, R. Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 2005, 102, 17918-17922
19. Shieh, S. R.; Duffy, T. S.; Kubo, A.; Shen, G.; Prakapenka, V. B.; Sata, N.; Hirose, K.; Ohishi, Y. Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 2006, 103, 3039-3043
20. Shim, S. H.; Bengtson, A.; Morgan, D.; Sturhahn, W.; Catalli, K.; Zhao, J.; Lerche, M.; Prakapenka, V. Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 2009, 106, 5508-5512
21. Wentzcovitch, R. M.; Justo, J. F.; Wu, Z.; da Silva, C. R. S.; Yuen, D. A.; Kohlstedt, D. Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 2009, 106, 8447-8452
22. Miyahara, M.; Ohtani, E.; Ozawa, S.; Kimura, M.; Goresy, A.; Sakai, T.; Nagase, T.; Hiraga, K.; Hirao, N.; Ohishi, Y. Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 2011, 108, 5999-6003
23. Tsuchiya, T.; Wentzcovitch, R. M.; da Silva, C. R. S.; de Gironcoli, S. Phys. Rev. Lett. 2006, 96, 198501
24. Hsu, H.; Blha, P.; Cococcioni, M.; Wentzcovitch, R. M. Phys. Rev. Lett. 2011, 106, 118501
25. Saha, S.; Bengtson, A.; Crispin, K. L.; Van Orman, J. A.; Morgan, D. Phys. Rev. B 2011, 84, 184102
26. Hirose, K. Science 2010, 327, 151-152
27. Irifune, T.; Shinmei, T.; McCammon, C. A.; Miyajima, N.; Rubie, D. C.; Frost, D. J. Science 2010, 327, 193-195
28. Bovlol, C. I. Phil. Trans. R. Soc. A 2005, 363, 2811-2836
29. Ahrens, T. J.; Anderson, D. J.; Ringwood, A. E. Rev. Geophys. 1969, 7, 667
30. Anderson, D. L.; Kanamori, H. J. Geophys. Res. 1968, 73, 6477
31. Hwang, E.; Bassett, W. A. J. Geophys. Res. 1986, 91, 4697-4703
32. Fei, Y. W.; Frost, F. J.; Mao, H. K.; Prewitt, C. T.; Hausermann, D. Am. Mineral. 1999, 84, 203-206
33. Haavik, C.; Stolen, S.; Fjellvag, H.; Hanfland, M.; Hausermann, D. Am. Mineral. 2000, 85, 514-523
34. Dubrovinsky, L. S.; Dubrovinskaia, N. A.; McCammon, C.; Rozenberg, G. K.; Ahuja, R.; Osorio-Guillen, J. M.; Dmitriev, V.; Weber, H. P.; Bihan, T. L.; Johansson, B. J. Phys.: Condens. Matter 2003, 15, 7697-7706
35. Lazor, P.; Shebanova, O. N.; Annersten, H. J. Geophys. Res. 2004, 109, B05201
36. Xu, W. M.; Machavariani, G. Y.; Rozenberg, G. K.; Pasternak, M. P. Phys. Rev. B 2004, 70, 174106
37. Rozenberg, G. K.; Amiel, Y.; Xu, W. M.; Pasternak, M. P.; Jeanloz, R.; Hanfland, M.; Taylor, R. D. Phys. Rev. B 2007, 75, 020102
38. Ding, Y.; Haskel, D.; Ovchinnikov, S. G.; Tseng, Y. C.; Orlov, Y. S.; Lang, J. C.; Mao, H. K. Phys. Rev. Lett. 2008, 100, 045508
39. Subias, G.; Cuartero, V.; Garcia, J.; Blasco, J.; Mathon, O.; Pascarelli, S. J. Phys.: Conf. Ser. 2009, 190, 012089
40. Baudelet, F.; Pascarelli, S.; Mathon, O.; Itie, J. P.; Polian, A.; Chervin, J. C. Phys. Rev. B 2010, 82, 140412(R)
41. Glazyrin, K.; McCammon, C.; Dubrovinsky, L.; Merlini, M.; Schollenbruch, K.; Woodland, A.; Hanfland, M. Am. Mineral. 2012, 97, 128-133
42. Verwey, E. J. W. Nature 1939, 144, 327-328
43. Senn, M. S.; Wright, J. P.; Attfield, J. P. Nature 2012, 481, 173-176
44. Wright, J. P.; Attfield, J. P.; Radaelli, P. G. Phys. Rev. Lett. 2001, 87, 266401
45. Blasco, J.; Garcia, J.; Subias, G. Phys. Rev. B 2011, 83, 104105
46. Leonov, I.; Yaresko, A. N.; Antonov, V. N.; Korotin, M. A.; Anisimov, V. I. Phys. Rev. Lett. 2004, 93, 146404
47. Jeng, H. T.; Guo, G. Y.; Huang, D. J. Phys. Rev. Lett. 2004, 93, 156403
48. Jeng, H. T.; Guo, G. Y.; Huang, D. J. Phys. Rev. B 2006, 74, 195115
49. Rozenberg, G. Kh.; Pasternak, M. P.; Xu, W. M.; Amiel, Y.; Hanfland, M.; Amboage, M.; Taylor, R. D.; Jeanloz, R. Phys. Rev. Lett. 2006, 96, 045705
50. Piekarz, P.; Parlinski, K.; Oles, A. M. Phys. Rev. Lett. 2006, 97, 156402
51. Blochl, P. E. Phys. Rev. B 1994, 50, 17953
52. Kresse, G.; Furthmuller, J. Comput. Mater. Sci. 1996, 6, 15
53. Blochl, P. E.; Jepsen, O.; Andersen, O. K. Phys. Rev. B 1994, 49, 16223
54. Kresse, G.; Hafner, J. Phys. Rev. B 1993, 47, 558
55. Kresse, G.; Hafner, J. Phys. Rev. B 1994, 49, 14251
56. Kresse, G.; Joubert, D. Phys. Rev. B 1999, 59, 1758
57. Perdew, J. P.; Burke, K.; Ernzerhof, M. Phys. Rev. Lett. 1996, 77, 3865
58. Friak, M.; Schindlmayr, A.; Scheffler, M. New J. Phys. 2007, 9, 5