X-ray Free Electron Laser-Induced Synthesis of ε-Iron Nitride at High Pressures - Institut de Minéralogie, de Physique des Matériaux et de Cosmochimie Accéder directement au contenu
Article Dans Une Revue Journal of Physical Chemistry Letters Année : 2021

X-ray Free Electron Laser-Induced Synthesis of ε-Iron Nitride at High Pressures

Huijeong Hwang
  • Fonction : Auteur
Taehyun Kim
Thomas Vogt
Karen Appel
Carsten Baehtz
  • Fonction : Auteur
Maxim Bykov
Valerio Cerantola
  • Fonction : Auteur
Mungo Frost
  • Fonction : Auteur
Jaeyong Kim
Zuzana Konôpková
  • Fonction : Auteur
Mikako Makita
  • Fonction : Auteur
Emma E. Mcbride
  • Fonction : Auteur
Alexander Pelka
  • Fonction : Auteur
Choong-Shik Yoo
Ulf Zastrau
  • Fonction : Auteur
R. Stewart Mcwilliams
Yongjae Lee

Résumé

The ultrafast synthesis of ε-Fe3N1+x in a diamond-anvil cell (DAC) from Fe and N2 under pressure was observed using serial exposures of an X-ray free electron laser (XFEL). When the sample at 5 GPa was irradiated by a pulse train separated by 443 ns, the estimated sample temperature at the delay time was above 1400 K, confirmed by in situ transformation of α- to γ-iron. Ultimately, the Fe and N2 reacted uniformly throughout the beam path to form Fe3N1.33, as deduced from its established equation of state (EOS). We thus demonstrate that the activation energy provided by intense X-ray exposures in an XFEL can be coupled with the source time structure to enable exploration of the time-dependence of reactions under high-pressure conditions.
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Origine : Fichiers produits par l'(les) auteur(s)

Dates et versions

hal-03454391 , version 1 (06-05-2021)
hal-03454391 , version 2 (15-03-2023)

Identifiants

Citer

Huijeong Hwang, Taehyun Kim, Hyunchae Cynn, Thomas Vogt, Rachel J. Husband, et al.. X-ray Free Electron Laser-Induced Synthesis of ε-Iron Nitride at High Pressures. Journal of Physical Chemistry Letters, 2021, The Journal of Physical Chemistry Letters, 12 (12), pp.3246-3252. ⟨10.1021/acs.jpclett.1c00150⟩. ⟨hal-03454391v1⟩
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