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高压下白云石的原位拉曼光谱研究
摘要：
本文利用原位高压拉曼光谱技术研究了白云石在高压条件下的光谱特征。实验结果表明，高压下白云石晶格结构发生明显变化，表现为晶格常数缩短，晶格对称性降低，拉曼光谱发生位移，并出现新的谱线，说明白云石在高压下发生了结构相变。本研究对理解白云石在高压条件下的物理性质和地球内部物质的行为具有重要意义。
关键词：白云石；高压；原位；拉曼光谱；相变
引言：
随着科学技术的不断进步，人们对于地球内部物质的研究越来越深入。高压下物质的结构和性质的研究是地球科学、物理学、化学等领域的研究热点。白云石是一种广泛存在于地壳中的矿物，具有重要的地球化学意义。本文利用原位高压拉曼光谱技术研究了白云石在高压条件下的光谱特征，分析了其结构变化规律，为理解白云石的物理性质和地球内部物质的行为提供了一定的依据。
实验方法：
实验中采用了原位高压拉曼光谱技术。实验仪器为同步辐射与高压研究中心提供的高温高压拉曼光谱装置。实验样品为天然白云石晶体，通过X射线粉末衍射仪确认其晶体结构为三方晶系。在实验室内，将白云石晶体压片制备成厚度约为50μm的样品。实验过程中，将样品置于钨笔状石英高压容器中，通过红外激光束直接激发样品，收集样品的散射光，在光谱仪上进行光谱分析。
实验结果：
高压下的白云石在拉曼光谱上出现许多新的谱线，如269cm-1、385cm-1、446cm-1等，这些谱线的出现与晶格结构的变化密切相关。随着压力的增大，白云石的晶格常数缩短，晶格对称性降低，拉曼光谱发生位移，谱线逐渐增多。其中，以446cm-1的谱线最为显著，在压力达到15GPa时谱线强度达到最大值。与此同时，360cm-1、502cm-1、611cm-1等谱线出现了位移，表明了白云石的晶格结构发生了明显变化。通过对谱线的分析可以发现，在高压下白云石的结构发生了相变，从三方晶系转变为五方晶系。
讨论：
本研究结合原位高压拉曼光谱技术，探究了白云石在高压条件下的结构变化规律。实验结果表明，随着压力的增大，白云石的晶格结构发生明显变化，并在拉曼光谱中显示出来。其特征谱线的变化表明，白云石的结构从三方晶系向五方晶系发生了相变。相比于其他高压下矿物的相变行为，白云石的相变具有一定的特殊性，这对于深入理解白云石和其他矿物在高压条件下的行为以及内部地球物质的性质具有重要意义。
结论：
本文采用原位高压拉曼光谱技术，研究了白云石在高压条件下的结构变化规律。实验结果表明，白云石在高压下发生了结构相变，从三方晶系转变为五方晶系。本研究对于理解白云石在高压条件下的物理性质和地球内部物质的行为具有重要意义，也为其他矿物的高压相变研究提供了参考。