igm_nsu_nesagatov_202008.pdf

• Литасов Константин Дмитриевич; Новосибирский Государственный Университет, в.н.с.
• Гаврюшкин Павел Николаевич; Новосибирский Государственный Университет, Институт Геологии и Минералогии им. В.С. Соболева СО РАН; доцент, с.н.с.
• Сагатов Нурсултан; Институт Геологии и Минералогии им. В.С. Соболева СО РАН; аспирант, м.н.с.
• Ращенко Сергей Владимирович; Новосибирский Государственный Университет, Институт Геологии и Минералогии им. В.С. Соболева СО РАН; старший преподаватель, с.н.с.
• Бехтенова Алтына Ербаяновна; Новосибирский Государственный Университет, Институт Геологии и Минералогии им. В.С. Соболева СО РАН; аспирант, м.н.с.
• Сагатова Динара; Институт Геологии и Минералогии им. В.С. Соболева СО РАН; аспирант, м.н.с.
• Банаев Максим Валерьевич; Новосибирский Государственный Университет; студент
• Донских Катерина Георгиевна; Новосибирский Государственный Университет, студент

В данной работе на основе первопринципных расчетов в рамках теории функционала плотности и алгоритмов предсказания структур определены фазы карбидов и нитридов железа устойчивые при PT-параметрах ядра Земли. Показано, что карбид железа Fe₇C₃ не устойчив и разлагается на смесь более простых карбидов Fe₂С и Fe₃C во всем интервале давлений характерных для внутреннего ядра Земли. Дальнейшее разложение карбида Fe3C на смесь Fe+Fe₂C оказывается невыгодным. Также предсказана новая низкотемпературная модификация Fe₃C-C₂/m-II динамически и термодинамически устойчивая в интервале давлений 290-305 ГПа. При давлениях 300-400 ГПа были обнаружены три новые структуры нитридов обогащенных железом Fe₃N, Fe₂N и FeN. FeN претерпевает структурные переходы из ромбической (Pnma) в кубическую (P2₁3) модификации при давлениях выше 263 ГПа. Fe2N изоструктурен Fe₂C-Pnma-I, а Fe₃N-C2/m – Fe₃C-C2/m-II. Нитрид Fe₄N₃ устойчив при давлениях до 306 ГПа, выше этого давления он распадается на 2Fe₂N + FeN.

• Gavryushkin P.N., Sagatov N., Popov Z.I., Bekhtenova A., Inerbaev T.M. and Litasov K.D. Structure and Properties of New High-Pressure Phases of Fe7N3 // JETP Letters. – 2018. – V. 107. – № 6. – P. 379-383.
• Sagatov N., Gavryushkin P.N., Inerbaev T.M. and Litasov K.D. New high-pressure phases of Fe7N3 and Fe7C3 stable at Earth's core conditions: evidences for carbon–nitrogen isomorphism in Fe-compounds // RSC Advances. – 2019. – V. 9. – № 7. – P. 3577-3581.
• Сагатов Н.Е., Гаврюшкин П.Н., Медриш И.В., Инербаев Т.М. и Литасов К.Д. Фазовые соотношения карбидов железа Fe2C, Fe3C, Fe7C3 при давлениях и температурах ядра Земли // Геология и геофизика. DOI: 10.15372/GiG2019146