The effect of A-site cations on charge-carrier mobility in Fe-rich amphiboles
Notice bibliographique
Résumé
Abstract Elucidating the high-temperature behavior of rock-forming minerals such as amphiboles (AB2C5 T8O22W2) is critical for the understanding of large-scale geological processes in the lithosphere and, in particular, the development of high conductivity in the Earth’s interior. Recently, we have shown that at elevated temperatures, CFe-bearing amphiboles with a vacant A site develop two types of charge carriers: (1) small polarons and (2) delocalized H+ ions. To elucidate the effect of A-site cations on the formation and stability of charge carriers within the amphibole structure, here we analyzed synthetic potassic-ferro-richterite as a model Fe-rich amphibole with a fully occupied A site via in situ temperature-dependent Raman spectroscopy. We further compare the results from in situ time-dependent Raman-scattering experiments on pre-heated and rapidly quenched potassic-ferro-richterite and riebeckite as a model Fe-rich amphibole with a vacant A site. We show that the presence of A-site cations (1) reduces the activation temperature of mobile polarons and delocalized H+ cations; (2) decreases the magnitude of the polaron dipole moment; (3) slows down the process of re-localization of electrons on cooling; and (4) makes the electrons inert to rapid change in external conditions, supporting the persistence of a metastable state of pre-activated delocalized electrons even at room temperature. Our results have important geological implications demonstrating that the A-site cations may control the depth of development of high conductivity in subducted amphibole-bearing rocks. Moreover, from the viewpoint of mineral-inspired materials science, our results suggest that the amphibole-structure type has great potential for designing functional materials with tunable anisotropic-conductivity properties.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| 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) | 0,001 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
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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 découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».