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High-pressure investigations of synthetic teineite
Sharif Abdel Azim
Art der Arbeit
Masterarbeit
Universität
Universität Wien
Fakultät
Fakultät für Geowissenschaften, Geographie und Astronomie
Studiumsbezeichnung bzw. Universitätlehrgang (ULG)
Masterstudium Erdwissenschaften
Betreuer*in
Ronald Miletich
DOI
10.25365/thesis.78706
URN
urn:nbn:at:at-ubw:1-27419.00329.359480-7
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(Print-Exemplar eventuell in Bibliothek verfügbar)
Abstracts
Abstract
(Deutsch)
Synthetischer Teineit (CuTeO₃·2H₂O, Raumgruppe P2₁2₁2₁) wurde isothermal auf bis zu 8 GPa komprimiert mittels einer Diamantstempelzelle des ETH Typs. Nach Kompression zeigten in situ Ramanspektroskopieanalysen eine Phasentransformation erster Ordnung zwischen 6,86 und 7,67 GPa an. Zusätzlich zu der erwarteten Blauverschiebung von Ramanbanden zwischen 50 cm⁻¹ and 850 cm⁻¹, als auch die Abschwächung von Raman-Moden, tauchten neue dominante Banden bei etwa 391 und 440 cm-1 auf, dem v4 Raman-Mode zuschreibbar und 720 cm-1, korrelierend mit dem v3 Raman-Mode. Von den orthorhombischen Basisvektoren a=6.63 Å, b=9.62 Å and c=7.43 Å bei 1 bar aus entwickelnd, zeigten SXRD Daten bei 7,52 GPa eine Verkleinerung von Einheitszellenparameter a um 21.99%, c um 9.84% und eine Vergrösserung von 5.63% für b, während die ursprüngliche Punktgruppe und Koordinationszahl von 4+1 für Cu beibehalten werden. Die Koordinationsumgebung von Te hingegen erfährt eine druckinduzierte Modifikation von der ursprünglichen Koordinationszahl 3 zu 3+3. Das vorgeschlagene Hochdruck-Strukturmodell deutet auf eine Reorientierung von Koordinationspolyedern hin, als auch Verbindung dieser, wobei anfänglich Te und Cu Koordinationspolyeder ausschließlich Ecken teilten und nun auch eine Kante. Die Kumulierung dieser Umstände resultieren in einer strukturellen Kompaktion, am deutlichsten erkennbar in der (010) Ebene. Der Dekompression folgend, offenbarten Ramanspektren das Vorhandensein einer deutlichen Hysterese, mit einer Rücktransformation der Phase zwischen 3,26 und 1,54 GPa stattfindend. Diese ist gekennzeichnet durch Diskontinuitäten des Ramanbandenshifts und starke Drucksprünge, infolge der volumetrischen Änderungen innerhalb des Kristalls.
Abstract
(Englisch)
Synthetic teineite (CuTeO₃·2H₂O, space group P2₁2₁2₁) was isothermally compressed up to 8 GPa by means of an ETH-type diamond anvil cell. Upon compression in-situ Raman spectroscopy analysis revealed a first-order phase transition between 6.86 and 7.67 GPa. In addition to the expected blueshift of Raman bands between 50 and 850 cm⁻¹, as well as softening of Raman modes, novel dominant bands emerged at around 391 and 440 cm-1, associated with the v4 Raman mode and 720 cm-1, correlated to the v3 Raman mode. Developing from the orthorhombic base vectors a=6.63 Å, b=9.62 Å and c=7.43 Å at 1 bar, SXRD data at 7.52 GPa display a shrinkage of unit-cell parameters a of 21.99%, c of 9.84% and an increase of 5.63% for parameter b, while maintaining the initial spacegroup and coordination numbers of 4+1 for Cu. However, the Te coordination environment experiences a pressure induced modification from the initial coordination number of 3 to 3+3. The proposed high-pressure structure model indicates a reorientation of coordination polyhedra, as well as change in connectivity, from Te and Cu coordination polyhedra initially sharing solely corners to sharing an edge in addition. The cumulation of these conditions result in a structural compaction, most notable within the (010) plane. Following decompression, Raman spectra revealed the existence of a significant hysteresis, with a phase transition reversal occurring between 3.26 and 1.54 GPa. This is marked by discontinuities of Raman band shifts and large steps in pressure, in consequence of volumetric changes within the crystal.
Schlagwörter
Schlagwörter
(Deutsch)
Hochdruckmineralogie Teineit Phasentransformation HP-SXRD SXRD Raman-Spektroskopie Hochdruck Raman-Spektroskopie Tellurium Kupfer Kristallographie Mineralogie Tellurite
Schlagwörter
(Englisch)
high-pressure mineralogy teineite phase transformation Raman spectroscopy high-pressure Raman spectroscopy Copper Crystallography Mineralogy
Autor*innen
Sharif Abdel Azim
Haupttitel (Englisch)
High-pressure investigations of synthetic teineite
Publikationsjahr
2025
Umfangsangabe
91 Seiten : Illustrationen
Sprache
Englisch
Beurteiler*in
Ronald Miletich
Klassifikation
38 Geowissenschaften > 38.31 Kristallographie
AC Nummer
AC17584990
Utheses ID
76033
Studienkennzahl
UA | 066 | 815 | |