Title :

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

Author(s) :

Hwang, Huijeong [Auteur]
Yonsei University
Kim, Taehyun [Auteur]
Yonsei University
Cynn, Hyunchae [Auteur]
Lawrence Livermore National Laboratory [LLNL]
Vogt, Thomas [Auteur]
University of South Carolina [Columbia]
Husband, Rachel J. [Auteur]
Deutsches Elektronen-Synchrotron [Hamburg] [DESY]
Appel, Karen [Auteur]
Baehtz, Carsten [Auteur]
Ball, Orianna B. [Auteur]
University of Edinburgh [Edin.]
Baron, Marzena A. [Auteur]
Institut de minéralogie, de physique des matériaux et de cosmochimie [IMPMC]
Briggs, Richard [Auteur]
Lawrence Livermore National Laboratory [LLNL]
Bykov, Maxim [Auteur]

Bykova, Elena [Auteur]

Cerantola, Valerio [Auteur]
Chantel, Julien [Auteur]
Unité Matériaux et Transformations - UMR 8207 [UMET]
Coleman, Amy L. [Auteur]
Lawrence Livermore National Laboratory [LLNL]
Dattlebaum, Dana [Auteur]
Los Alamos National Laboratory [LANL]
Dresselhaus-Marais, Leora E. [Auteur]
Lawrence Livermore National Laboratory [LLNL]
Eggert, Jon H. [Auteur]
Lawrence Livermore National Laboratory [LLNL]
Ehm, Lars [Auteur]
Stony Brook University [SUNY] [SBU]
Evans, William J. [Auteur]
Lawrence Livermore National Laboratory [LLNL]
Fiquet, Guillaume [Auteur]
Institut de minéralogie, de physique des matériaux et de cosmochimie [IMPMC]
Frost, Mungo [Auteur]
Glazyrin, Konstantin [Auteur]
Deutsches Elektronen-Synchrotron [Hamburg] [DESY]
Goncharov, Alexander F. [Auteur]

Jenei, Zsolt [Auteur]
Lawrence Livermore National Laboratory [LLNL]
Kim, Jaeyong [Auteur]
Hanyang University
Konôpková, Zuzana [Auteur]
Mainberger, Jona [Auteur]
Deutsches Elektronen-Synchrotron [Hamburg] [DESY]
Makita, Mikako [Auteur]
Marquardt, Hauke [Auteur]
Department of Earth Sciences [Oxford]
McBride, Emma E. [Auteur]
McHardy, James D. [Auteur]
University of Edinburgh [Edin.]
Merkel, Sébastien [Auteur]
Unité Matériaux et Transformations - UMR 8207 [UMET]
Morard, Guillaume [Auteur]
Institut des Sciences de la Terre [ISTerre]
Institut de minéralogie, de physique des matériaux et de cosmochimie [IMPMC]
O’Bannon, Earl F. [Auteur]
Lawrence Livermore National Laboratory [LLNL]
Otzen, Christoph [Auteur]
Deutsches Elektronen-Synchrotron [Hamburg] [DESY]
Pace, Edward J. [Auteur]
University of Edinburgh [Edin.]
Pelka, Alexander [Auteur]
Pépin, Charles M. [Auteur]
Université Paris-Saclay
DAM Île-de-France [DAM/DIF]
Pigott, Jeffrey S. [Auteur]
Case Western Reserve University [Cleveland]
Los Alamos National Laboratory [LANL]
Prakapenka, Vitali B. [Auteur]
University of Chicago
Prescher, Clemens [Auteur]
Deutsches Elektronen-Synchrotron [Hamburg] [DESY]
Redmer, Ronald [Auteur]
Institut für Physik [Rostock]
Speziale, Sergio [Auteur]

Spiekermann, Georg [Auteur]
Institut für Geowissenschaften [Potsdam]
Strohm, Cornelius [Auteur]
Deutsches Elektronen-Synchrotron [Hamburg] [DESY]
Sturtevant, Blake T. [Auteur]
Los Alamos National Laboratory [LANL]
Velisavljevic, Nenad [Auteur]
Lawrence Livermore National Laboratory [LLNL]
Wilke, Max [Auteur]
Institut für Geowissenschaften [Potsdam]
Yoo, Choong-Shik [Auteur]
Washington State University [WSU]
Zastrau, Ulf [Auteur]
Liermann, Hanns-Peter [Auteur]
Deutsches Elektronen-Synchrotron [Hamburg] [DESY]
McMahon, Malcolm I. [Auteur]
University of Edinburgh [Edin.]
McWilliams, R. Stewart [Auteur]
University of Edinburgh [Edin.]
Lee, Yongjae [Auteur]
Yonsei University

Journal title :

The Journal of Physical Chemistry Letters

Abbreviated title :

J. Phys. Chem. Lett.

Volume number :

12

Pages :

3246-3252

Publisher :

American Chemical Society (ACS)

Publication date :

2021-03-25

English keyword(s) :

X-ray free electron laser
Diamond-anvil cell
Solid-gas reaction
Iron
Iron nitride

HAL domain(s) :

Chimie/Matériaux
Physique [physics]/Matière Condensée [cond-mat]/Science des matériaux [cond-mat.mtrl-sci]
Physique [physics]/Physique [physics]/Géophysique [physics.geo-ph]
Physique [physics]/Astrophysique [astro-ph]
Planète et Univers [physics]/Astrophysique [astro-ph]
Planète et Univers [physics]/Sciences de la Terre

English abstract : [en]

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 ...
Show more >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.Show less >

Language :

Anglais

Peer reviewed article :

Oui

Audience :

Internationale

Popular science :

Non

Administrative institution(s) :

Université de Lille
CNRS
INRA
ENSCL

Collections :

• Unité Matériaux et Transformations (UMET) - UMR 8207

Research team(s) :

Matériaux Terrestres et Planétaires

Submission date :

2021-04-19T20:53:14Z
2021-05-06T13:35:31Z