晶粒尺寸调控铈高压相选择机制：α′与α″相竞争形成的微观结构决定性因素

《Journal of Alloys and Compounds》：Grain size determines the cerium high-pressure phase selection between α′ and α''

本研究通过分子束外延（MBE）与高压X射线衍射（XRD）技术，揭示晶粒尺寸是决定铈高压相选择（α′与α″相）的关键微观参数。大晶粒促进需原子重排的α→α′相变，而小晶粒利于α″相形成，为f电子体系相变调控提供新范式。

　　

^重点内容

^{相变与晶粒尺寸效应}

室温下铈随压力升高依次经历γ相、α相（~0.8 GPa）、α″或α′相（~5 GPa）及ε相（~14 GPa）。200°C与400°C退火样品的高压XRD数据分别呈现α→α″和α→α′相变过程。二维衍射图谱及其对应分析表明，前驱体相晶粒尺寸直接决定相变路径：大晶粒（400°C/600°C退火）促进α→α′转变，需原子重排与共格界面；小晶粒（200°C/300°C退火）则优先形成α″相。

^结论

本研究通过高压实验与理论晶体学结合，证实前驱体晶粒尺寸对铈高压相选择起决定性作用。晶体结构匹配（CSM）与近重合位点（NCS）分析揭示，α→α′转变依赖大晶粒提供的原子重排空间与界面共格性，此发现为f电子体系相变调控提供微观结构设计依据。