Dynamic compression of Ce and Pr with millisecond time-resolved X-ray diffraction.
Dynamic compression of Ce and Pr with millisecond time-resolved X-ray diffraction.
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DOI：
10.1038/s41598-022-22111-5
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发表时间：
2022-10-14
影响因子：
4.6
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中科院分区：
文献类型：
--
作者：
铈（Ce）和镨（Pr）在压缩下都经历了体积塌陷转变，其起源于类似的电子机制。然而，结果却大不相同。在Ce与一个受影响的4f电子的情况下，体积崩塌使晶体对称性保持不变，而对于Pr与两个4f电子的晶体对称性从扭曲的面心立方结构改变为较低对称性的正交结构。在本文中，我们提出了一个研究的应变/压缩率跨越近4个数量级上的体积塌陷相变Ce和Pr的影响。这些动态压缩实验在金刚石压砧细胞也揭示了动力学之间的差异，在这两种材料中观察到的相变。在Ce中的压力下，过渡不能被过度驱动，这表明快速的动力学过程，而Pr中的快速压缩速率导致相边界向更高压力的转变，指向可能由于实现新的晶体结构而导致的更慢的动力学。
Both cerium (Ce) and praseodymium (Pr) undergo a volume collapse transition under compression that originate from similar electronic mechanisms. Yet the outcome could not be more different. In the case of Ce with one affected 4f electron the volume collapse leaves the crystal symmetry intact, whereas for Pr with two 4f electrons the crystal symmetry changes from a distorted face centered cubic structure to a lower symmetry orthorhombic structure. In this paper, we present a study of the effect of strain/compression rate spanning nearly 4 orders of magnitude on the volume collapse phase transitions in Ce and Pr. These dynamic compression experiments in a diamond anvil cell also reveal kinetic differences between the phase transformations observed in these two materials. The transition cannot be overdriven in pressure in Ce, which indicates a fast kinetic process, whereas fast compression rates in Pr lead to a shift of the phase boundary to higher pressures, pointing to slower kinetics possibly due to the realization of a new crystal structure.
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