Abstract
Diamond anvil cell (DAC) interfaced with a YAG laser heating system has been used to study the phase transformations on perovskite structured titanates ($BaTiO_3$, and $PbTiO_3$) and to synthesize the silicate perovskite phase from the orthopyroxenes of $MgSiO_3$ and $(Mg_{0.87},\;Fe_{0.13})SiO_3$. $BaTiO_3$ and $PbTiO_3$ transform from tetragonal phase to cubic at the pressures of approximately 2.6 GPa and 4.0 GPa at room temperature, respectively. Cubic phases of the both show wide range of stability in the extended in-situ high pressures and high temperature regions. Starting orthoenstatite of $MgSiO_3$ has yielded the perovskite phase as the major structure with ilmenite, gamma-spinel, betta-spinel and stishovite phases at ~38 GPa and ${\sim}1,000^{\circ}C$. $(Mg_{0.87},\;Fe_{0.13})SiO_3$ has shown the perovskite as the major phase with betta-spinel, stishovite and enstatite phases at ~35 GPa and ${\sim}1,000^{\circ}C$. The ilmenite phase does not occur at this condition.
YAG (Yttrium Aluminum Garnet) 레이저와 다이아몬드앤빌셀 (DAC)을 이용하여 페롭스카이트 구조물질중 $BaTiO_3$와 $PbTiO_3$에 대한 상(相)전이와 $MgSiO_3$와 $(Mg_{0.87},\;Fe_{0.13})SiO_3$ 성분(成分)의 사방휘석으로부터 규산염 페롭스카이트를 합성하였다. $BaTiO_3$와 $PbTiO_3$는 실온의 2.6 GPa와 4.0 GPa에서 각각 정방정계에서 등축정계로 상(相)전이하며 고온, 고압하에서 매우 넓은 안정영역을 갖고 있다. $MgSiO_3$ 엔스테타이트를 출발물질로 하였을 경우 약 33 GPa, $1,000^{\circ}C$의 조건하에서 페롭스카이트가 주성분인데, 일메나이트, 감마스피넬, 스티쇼마이트도 부성분으로 나타난다. $(Mg_{0.87},\;Fe_{0.13})SiO_3$의 경우는 약 35 GPa와 $1,000^{\circ}C$에서 페롭스카이트상(相)이 주성분으로 나타나며, 베타스피넬, 스티쇼바이트와 본래 엔스테타이트상(相)도 유지되나, 일메나이트상(相)과 감마스피넬은 나타나지 않는다.