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                我國科學家在稀土基礎研究領域取得新突破

                來源:光明日報 時間:2019-12-13

                  由于缺乏對稀有元素電子結構內部信息的直接探測,科學家在解釋稀土材料中體積坍縮現象的理論模型存在很大的爭議。對稀土材料中體積坍縮現象的認識仍然是稀土基礎研究領域一個重要的難題。

                  12月10日,從北京高壓科學研究中心獲悉,該中心丁陽研究員帶領團隊選取代表性的元素鈰(Ce)作為研究對象,借助高壓非彈性共振X射線散射技術直接研究鈰金屬,取得新突破。相關研究成果近期發表于國際知名的核心期刊《物理化學快報》(Journal of Physical Chemistry Letters)上。

                  據介紹,他們成功探測到了鈰的未占據4f態在體積坍縮過程中變化。結合理論計算,他們發現4f—5d近藤耦合的微小變化可以很好地描述體積坍縮過程中光譜的重分布,而哈伯德模型中相鄰原子間的雜化作用似乎不大。他們的研究首次提供了實驗證據,為系統研究稀土材料的體積坍縮現象開辟了一條有希望的新途徑。

                  “ 鈰金屬的晶格結構和電子結構都很簡單,是研究體積坍縮現象的一個理想材料。由于技術上的種種限制,以前關于研究稀土材料的高壓光譜實驗,像吸收譜、發射譜等,得到費米面附近的4f電子結構信息非常有限。”該論文的第一作者陳碧娟博士介紹。

                  “研究稀土元素在高壓下體積坍縮現象面臨的一個嚴峻挑戰是如何在高壓下直接測量未占據4f態的信息,我們第一次實現了這個可能性,也為研究稀土材料的體積坍縮、價電子躍遷和量子臨界漲落等開辟了新機會。”丁陽說。

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