Magnetische Eigenschaften von Fe-Ni und Fe-Si-Legierungen unter Druck: Gegenüberstellung von SQUID-Magnetometern und Mößbauer-Spektroskopie-Messungen.

• Antragsteller: Dr. Qingguo Wei
• Fachliche Zuordnung: Mineralogie, Petrologie und Geochemie
• Förderung: Förderung von 2018 bis 2021
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 410243243

Eisen, zusammen mit Nickel und leichten Legierungselementen wie Silizium und Schwefel, ist vermutlich der Hauptbestandteil der Kerne terrestrischerPlaneten. Es gibt jedoch wenig Kenntnisse über die magnetischen Eigenschaften von Eisenlegierungen unter hohem Druck. Dieses Wissen ist wichtig für das Verständnis von Hochdruckphasenübergängen und kann wichtige Implikationen für Dynamoprozesse haben. Im inneren Kern der Erde wird für Eisen eine hexagonaldichtgepackte (hcp) Phase angenommen. Verschiedene experimentelle Techniken finden sehr unterschiedliche Ergebnisse für den magnetischen Zustand von hcp Fe. Durch die Gegenüberstellung der supraleitenden Magnetometrie mit der Mößbauer-Spektroskopie ergab sich, daß hcp Fe bei 19,2 GPa noch eine messbare magnetische Remanenz besitzt, während Sextette in der Hyperfeinaufspaltungvollständig verschwinden. Das Verständnis dieserDiskrepanz zwischen dem SQUID-Magnetometer und der Mößbauer-Spektroskopie ist für alle, die an Magnetismus interessiert sind, und vor allem fürHochdruckforscher von grundlegender Bedeutung. Umgekehrt korrelieren Sextet-Peak-Intensitäten erstaunlich gut mit Sättigungsmagnetisierung. Der Mechanismuswarum diese beiden Parameter so eng miteinander korrelierenistunbekannt. Wir wollen diese Erkenntnisse auf Basis der vorläufigen Ergebnisse auf dieflächenzentrierten kubischenPhasen (fcc) Fe_68 Ni_32 und Fe_64 Ni_36 und auf bcc Fe_91 Si_09 testen und erweitern. Fe_91 Si_09 liefert einen guten Vergleich mit reinem Fe. Obwohl die bisherige Forschung ergab, dass Fe64Ni36 bei ~ 6 GPa paramagnetisch werden sollte, wurde festgestellt, dass die remanente Magnetisierung von Fe_64 Ni_36 bis16.3 GPa anhält, mit einer signifikanten Zunahme der magnetischen Remanenz unmittelbar nach der Dekompression. Wir beabsichtigen, Mössbauer-Spektren an Fe_68 Ni_32 zu messen, da diese Kompositiongemäß den veröffentlichten Daten bei ~ 3 GPa paramagnetisch werden sollte. Die Gegenüberstellungder kryogenen Magnetometrie und der Mössbauer-Spektroskopie an derselben Probe in der gleichen Diamantzelle sollte die Diskrepanzen zwischen den Methoden lösen und eine endgültige Schlussfolgerung überden magnetischen Zustanddes Eisens erlauben, der sowohl im Kern der Erde als auch in der fcc-Phase zu finden ist.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen