Temperature- and Rate-Dependent Pathways in Formation of Metastable Silicon Phases under Rapid Decompression
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Notice bibliographique
Résumé
High-pressure metallic β-Sn silicon (Si-II), depending on temperature, decompression rate, stress, etc., may transform to diverse metastable forms with promising semiconducting properties under decompression. However, the underlying mechanisms governing the different transformation paths are not well understood. Here, two distinctive pathways, viz., a thermally activated crystal-crystal transition and a mechanically driven amorphization, were characterized under rapid decompression of Si-II at various temperatures using in situ time-resolved x-ray diffraction. Under slow decompression, Si-II transforms to a crystalline bc8/r8 phase in the pressure range of 4.3-9.2 GPa through a thermally activated process where the overdepressurization and the onset transition strain are strongly dependent on decompression rate and temperature. In comparison, Si-II collapses structurally to an amorphous form at around 4.3 GPa when the volume expansion approaches a critical strain via rapid decompression beyond a threshold rate. The occurrence of the critical strain indicates a limit of the structural metastability of Si-II, which separates the thermally activated and mechanically driven transition processes. The results show the coupled effect of decompression rate, activation barrier, and thermal energy on the adopted transformation paths, providing atomistic insight into the competition between equilibrium and nonequilibrium pathways and the resulting metastable phases.
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Prédiction distillée sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.
Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
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score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découle