z切LiTaO_3单晶的冲击相变研究

利用二级轻气炮加载下的冲击Hugoniot线(冲击波速度D-粒子速度u关系)和粒子速度剖面测量,结合基于密度泛函理论的平面波赝势计算研究了z切LiTaO3单晶的高压相变.实验发现,D-u关系在u=0.95km/s附近出现明显拐折;实测波剖面中25.9GPa和32.6GPa时观测到弹-塑性双波结构,而终态压力为42.7GPa和53.0GPa时则为三波结构.上述结果都清楚地表明z切LiTaO3单晶冲击相变的发生,相变起始压力约为37.9GPa.同时,理论计算的菱形相(R3c对称群)压缩线与低压实验数据符合较好,而正交相(Pbnm对称群)压缩线则与扣除热压贡献的高压实验数据相符,由此推断z-切LiTaO3的高压相为正交结构.从实验和理论上澄清了z切LiTaO3的相变起始压力和高压相晶体结构的认识,研究工作亦对类似单晶材料的冲击相变研究有参考价值.