High Power Laser Science and Engineering, Volume. 9, Issue 1, 010000e3(2021)

Reflecting laser-driven shocks in diamond in the megabar pressure range

K. Jakubowska1, D. Mancelli2,3, R. Benocci4, J. Trela2, I. Errea3,5, A. S. Martynenko6,7, P. Neumayer8, O. Rosmej8, B. Borm8, A. Molineri8, C. Verona9, D. Cannatà10, A. Aliverdiev11, H. E. Roman12, and D. Batani2,6、*
Author Affiliations
  • 1IPPLM Institute of Plasma Physics and Laser Microfusion, Warsaw, Poland
  • 2CNRS, CEA, CELIA, Universite de Bordeaux, Talence, France
  • 3Donostia International Physics Center (DIPC), Donostia-San Sebastian, Basque Country, Spain
  • 4Department of Earth and Environmental Sciences, University of Milano-Bicocca, Milano, Italy
  • 5Fisika Aplikatua 1 Saila, Ingeniaritza Eskola, University of the Basque Country (UPV/EHU), Basque Country, Spain & Centro de Física de Materiales (CSIC-UPV/EHU), Donostia/San Sebastian, Basque Country, Spain
  • 6Department of Plasma Physics, National Research Nuclear University MEPhI, Moscow, Russia
  • 7Joint Institute for High Temperature RAS, Moscow, Russia
  • 8GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung GmbH, Darmstadt, Germany
  • 9Dipartimento di Ingegneria Industriale, Università degli studi di Roma “Tor Vergata”, Roma, Italy
  • 10Institute for Microelectronics and Microsystems - CNR, Roma, Italy
  • 11IGRRE - Joint Institute for High Temperatures RAS, Makhachkala, Russia
  • 12Department of Physics “G. Occhialini”, University of Milano-Bicocca, Milano, Italy
  • show less
    References(74)

    [1] J. A. Van Vechten. Phys. Rev. B, 7, 1479(1973).

    [2] R. Grover. J. Chem. Phys., 71, 3824(1979).

    [3] M. T. Yin, M. L. Cohen. Phys. Rev. Lett., 50, 2006(1983).

    [4] M. T. Yin, M. L. Cohen. Phys. Rev. B, 30, 1773(1984).

    [5] R. Biswas, R. M. Martin, R. J. Needs, O. H. Nielsen. Phys. Rev. B, 30, 3210(1984).

    [6] S. Fahy, S. G. Louie. Phys. Rev. B, 36, 3373(1987).

    [7] M. Grumbach, R. Martin. Phys. Rev. B, 54(1996).

    [8] S. Scandolo, G. L. Chiarotti, E. Tosatti. Phys. Rev. B, 53, 5051(1996).

    [9] T. Sekine. Appl. Phys. Lett., 74, 350(1999).

    [10] A. A. Correa, L. X. Benedict, D. A. Young, E. Schwegler, S. A. Bonev. Phys. Rev. B, 78(2008).

    [11] L. X. Benedict, K. P. Driver, S. Hamel, B. Militzer, T. Qi, A. A. Correa, A. Saul, E. Schwegler. Phys. Rev. B, 89(2014).

    [12] M. Schöttler, M. French, D. Cebulla, R. Redmer. J. Phys. Condens. Matter, 28(2016).

    [13] J. Vorberger, K. U. Plageman, R. Redmer. High Energy Density Phys., 35, 100737.

    [14] H. K. Mao. Science, 200, 1145(1978).

    [15] F. P. Bundy. J. Geophys. Res., 85, 6930(1980).

    [16] A. L. Ruoff, H. Luo. J. Appl. Phys., 70, 2066(1991).

    [17] J. W. Shaner, J. M. Brown, D. A. Swenson, R. G. McQueen. J. Phys. (Paris) Colloq., 45, 232(1984).

    [18] D. Batani, H. Stabile, M. Tomasini, G. Lucchini, A. Ravasio, M. Koenig, A. Benuzzi-Mounaix, H. Nishimura, Y. Ochi, J. Ullschmied, J. Skala, B. Kralikova, M. Pfeifer, Ch. Kadlec, T. Mocek, A. Präg, T. Hall, P. Milani, E. Barborini, P. Piseri. Phys. Rev. Lett., 92(2004).

    [19] S. Paleari, D. Batani, T. Vinci, R. Benocci, K. Shigemori, Y. Hironaka, T. Kadono, A. Shiroshita, P. Piseri, S. Bellucci, A. Mangione, A. Aliverdiev. Eur. Phys. J. D, 67, 136(2013).

    [20] M. C. Gregor, D. E. Fratanduono, C. A. McCoy, D. N. Polsin, A. Sorce, J. R. Rygg, G. W. Collins, T. Braun, P. M. Celliers, J. H. Eggert, D. D. Meyerhofer, T. R. Boehly. Phys. Rev. B, 95(2017).

    [21] L. R. Benedetti, J. H. Nguyen, W. A. Caldwell, H. Liu, M. Kruger, R. Jeanloz. Science, 286, 100(1999).

    [22] A. Cavalleri, K. Sokolowski-Tinten, D. von der Linde, I. Spagnolatti, M. Bernasconi, G. Benedek, A. Podestá, P. Milani. Europhys. Lett., 57, 281(2002).

    [23] W. J. Nellis, D. C. Hamilton, N. C. Holmes, H. B. Radousky, F. H. Ree, A. C. Mitchell, M. Nicol. Science, 240, 779(1988).

    [24] N. F. Ness, M. H. Acuña, K. W. Behannon, L. F. Burlaga, J. E. Connerney, R. P. Lepping, F. M. Neubauer. Science, 233, 85(1986).

    [25] F. P. Bundy. Physica A, 156, 169(1989).

    [26] D. Saumon, G. Chabrier, H. M. Van Horn. Astrophys. J. Suppl. Ser., 99, 713(1995).

    [27] T. Guillot. Science, 286, 72(1999).

    [29] P. Butler, S. S. Vogt, G. W. Marcy, D. A. Fischer, J. T. Wright, G. W. Henry, G. Laughlin, J. J. Lissauer. Astrophys. J., 617, 580(2004).

    [30] M. Bailes, S. D. Bates, V. Bhalerao, N. D. R. Bhat, M. Burgay, S. Burke-Spolaor, N. D'Amico, S. Johnston, M. J. Keith, M. Kramer, S. R. Kulkarni, L. Levin, A. G. Lyne, S. Milia, A. Possenti, L. Spitler, B. Stappers, W. van Straten. Science, 333, 1717(2011).

    [31] M. Ross. Nature, 292, 435(1981).

    [32] M. Ross. Rep. Prog. Phys., 48(1985).

    [33] W. J. Nellis, N. C. Holmes, A. C. Mitchell, D. C. Hamilton, M. Nicol. J. Chem. Phys., 107, 9096(1997).

    [34] F. Ancillotto. Science, 275, 1288(1997).

    [35] N. F. Ness, L. F. Burlaga, J. E. Connerney, R. P. Lepping, F. M. Neubauer. Science, 246, 1473(1989).

    [36] J. E. Connerney, M. H. Acuña, N. F. Ness. J. Geophys. Res., 92(1987).

    [37] J. H. Eggert, D. G. Hicks, P. M. Celliers, D. K. Bradley, R. S. McWilliams, R. Jeanloz, J. E. Miller, T. R. Boehly, G. W. Collins. Nat. Phys., 6, 40(2010).

    [38] D. Kraus, J. Vorberger, A. Pak, N. J. Hartley, L. B. Fletcher, S. Frydrych, E. Galtier, E. J. Gamboa, D. O. Gericke, S. H. Glenzer, E. Granados, M. J. MacDonald, A. J. MacKinnon, E. E. McBride, I. Nam, P. Neumayer, M. Roth, A. M. Saunders, A. K. Schuster, P. Sun, T. van Driel, T. Döppner, R. W. Falcone. Nat. Astron., 1, 606(2017).

    [39] R. Ramis, R. Schmalz, J. Meyer-Ter-Vehn. Comput. Phys. Commun., 49, 475(1988).

    [40] M. Koenig, B. Faral, J. M. Boudenne, D. Batani, A. Benuzzi, S. Bossi. Phys. Rev. E, 50, R3314(1994).

    [41] J. Lindl. Phys. Plasmas, 2, 3933(1995).

    [42] D. Batani, A. Balducci, W. Nazarov, Th. Lφwer, M. Koenig, B. Faral, A. Benuzzi, M. Temporal. Phys. Rev. E, 63(2001).

    [43] L. M. Barker, R. E. Hollenbach. J. Appl. Phys., 43, 4669(1972).

    [44] L. M. Barker, K. W. Schuler. J. Appl. Phys., 45, 3692(1974).

    [45] P. M. Celliers, D. K. Bradley, G. W. Collins, D. G. Hicks, T. R. Boehly, W. J. Armstrong. Rev. Sci. Instrum., 75, 4916(2004).

    [46] D. Batani, K. Jakubowska, A. Benuzzi-Mounaix, C. Cavazzoni, C. Danson, T. Hall, M. Kimpel, D. Neely, J. Pasley, M. Rabec Le Gloahec, B. Telaro. Europhys. Lett., 112, 49901(2015).

    [47] K. Jakubowska, D. Batani, J. Clerouin, B. Siberchicot. Europhys. Lett., 126(2019).

    [48] M. Takeda, H. Ina, S. Kobayashi. J. Opt. Soc. Am., 72, 156(1982).

    [51] K. Katagiri, N. Ozaki, K. Miyanishi, N. Kamimura, Y. Umeda, T. Sano, T. Sekine, R. Kodama. Phys. Rev. B, 101(2020).

    [52] Ya. B. Zel'dovich, Yu. P. Raizer. Physics of Shock Waves and High-Temperature Hydrodynamic Phenomena(2002).

    [53] R. M. More, K. H. Warren, D. A. Young, G. B. Zimmerman. Phys. Fluids, 31, 3059(1988).

    [54] S. Faik, A. Tauschwitz, I. Iosilevskiy. Comput. Phys. Commun., 227, 117(2018).

    [55] A. J. Kemp, J. Meyer-ter-Vehn. Nucl. Instrum. Methods Phys. Res. A, 415, 674(1998).

    [56] A. Benuzzi, M. Koenig, B. Faral, J. Krishnan, F. Pisani, D. Batani, S. Bossi, D. Beretta, T. Hall, S. Ellwi, S. Huller, J. Honrubia, N. Grandjouan. Phys. Plasmas, 5, 2410(1998).

    [57] A. Benuzzi-Mounaix, M. Koenig, G. Huser, B. Faral, N. Grandjouan, D. Batani, E. Henry, M. Tomasini, T. A. Hall, F. Guyot. Phys. Rev. E, 70(2004).

    [58] G. I. Kerley, L. Chhabildas. and , “Multicomponent-multiphase equation of state for carbon,” Sandia National Laboratories, Report No. SAND2001-2619 ().(2001).

    [59] N. A. Romero, W. D. Mattson. Phys. Rev. B, 76(2007).

    [60] H. Nagao, K. G. Nakamura, K. Kondo, N. Ozaki, K. Takamatsu, T. Ono, T. Shiota, D. Ichinose, K. A. Tanaka, K. Wakabayashi, K. Okada, M. Yoshida, M. Nakai, K. Nagai, K. Shigemori, T. Sakaiya, K. Otani. Phys. Plasmas, 13(2006).

    [61] M. D. Knudson, M. P. Desjarlais, D. H. Dolan. Science, 322, 1822(2008).

    [62] D. K Bradley, J. H. Eggert, D. G. Hicks, P. M. Celliers, S. J. Moon, R. C. Cauble, G. W. Collins. Phys. Rev. Lett., 93(2004).

    [63] M. van Thiel, F. H. Ree. High Press. Res., 10, 607(1992).

    [64] S. H. Glenzer, L. B. Fletcher, H. J. Lee, M. J. MacDonald, U. Zastrau, M. Gauthier, D. O. Gericke, J. Vorberger, E. Granados, J. B. Hastings, E. J. Gamboa. , , , , , , , , , , and , “Plasmon scattering probing of electronic states in diamond at extreme conditions,” SLAC National Accelerator Laboratory, Report No. SLAC-UB-16770 ().(2016).

    [65] E. J. Gamboa, L. B. Fletcher, H. J. Lee, U. Zastrau, E. Galtier, M. J. MacDonald, M. Gauthier, J. Vorberger, D. O. Gericke, E. Granados, J. B. Hastings, S. H. Glenzer. Phys. Plasmas, 22(2015).

    [66] P. M. Celliers, G. W. Collins, D. G. Hicks, M. Koenig, E. Henry, A. Benuzzi-Mounaix, D. Batani, D. K. Bradley, L. B. Da Silva, R. J. Wallace, S. J. Moon, J. H. Eggert, K. K. M. Lee, L. R. Benedetti, R. Jeanloz, I. Masclet, N. Dague, B. Marchet, M. Rabec Le Gloahec, Ch. Reverdin, J. Pasley, O. Willi, D. Neely, C. Danson. Phys. Plasmas, 11, L41(2004).

    [67] C. Kittel, H. Kroemer. Thermal Physics(1980).

    [68] W. J. Nellis, A. A. Louis, N. W. Ashcroft. Phil. Trans. R. Soc. A, 356, 119(1998).

    [69] W. J. Nellis, S. T. Weir, A. C. Mitchell. Phys. Rev. B, 59, 3434(1999).

    [70] Y. P. Varshni. Physica, 34, 149(1967).

    [71] S. Logothetidis, J. Petalas, H. M. Polatoglou, D. Fuchs. Phys. Rev. B, 46, 4483(1992).

    [72] C.-C. Li, M. Gong, X.-D. Chen, L. Shen, F.-W. Sun. Diam. Relat. Mater., 74, 119(2017).

    [73] F. Karsai, M. Engel, E. Flage-Larsen, G. Kresse. New J. Phys., 20(2018).

    [74] Z. Zhang, Y. Zhao, J. Yang. Phys. Plasmas, 23(2016).

    CLP Journals

    [1] K. Batani, A. Aliverdiev, R. Benocci, R. Dezulian, A. Amirova, E. Krousky, M. Pfeifer, J. Skala, R. Dudzak, W. Nazarov, D. Batani. Shock dynamics and shock collision in foam layered targets[J]. High Power Laser Science and Engineering, 2021, 9(3): 03000e47

    Tools

    Get Citation

    Copy Citation Text

    K. Jakubowska, D. Mancelli, R. Benocci, J. Trela, I. Errea, A. S. Martynenko, P. Neumayer, O. Rosmej, B. Borm, A. Molineri, C. Verona, D. Cannatà, A. Aliverdiev, H. E. Roman, D. Batani. Reflecting laser-driven shocks in diamond in the megabar pressure range[J]. High Power Laser Science and Engineering, 2021, 9(1): 010000e3

    Download Citation

    EndNote(RIS)BibTexPlain Text
    Save article for my favorites
    Paper Information

    Category: Research Articles

    Received: Jun. 27, 2020

    Accepted: Oct. 9, 2020

    Published Online: Feb. 8, 2021

    The Author Email: D. Batani (dimitri.batani@u-bordeaux.fr)

    DOI:10.1017/hpl.2020.38

    Topics