Низкотемпературная фазовая $P{-}T$ диаграмма перовскита (Mg,Fe)SiO$_3$

Электронные спиновые состояния железа в составе минералов мантии Земли, находящихся в условиях высокого давления, во многом определяют физико-химические свойства глубинных слоев Земли и представляют большой интерес не только для геофизики, но и для фундаментальной физики сильно коррелированных электронных систем. В данной работе с помощью двух методик рамановской и синхротронной мессбауэровской Nuclear Forward Scattering (NFS) спектроскопии выполнены исследования железосодержащего магний-силикатного перовскита (Mg,Fe)SiO$_3$ ($10\%$ Fe) в области криогенных температур $35$–$300$ K и при высоких давлениях до $48$ ГПа, создаваемых в камерах с алмазными наковальнями. По спектрам NFS установлено, что во всей области температур и давлений ионы железа находятся в немагнитном (пара- или диамагнитном) состоянии, и электронные свойства можно контролировать с помощью параметра квадрупольного расщепления $\Delta$. При увеличении давления и понижении температуры обнаружен сильный рост параметра $\Delta$ от $2$ мм/с до $\sim4$ мм/с, что указывает на изменения электронного состояния ионов Fe$^{2+}$. Максимальное значение $\Delta$ наблюдалось при $P>20\,$ГПа, однако характер перехода по давлению сильно зависит от температуры. Обсуждаются возможные механизмы перехода.