强关联体系的研究是目前凝聚态物理研究的前沿问题之一。本项目系统研究了典型强关联体系Ce的高温高压状态方程和相变。为了配合本项目的研究,我们发展了外加热DAC高压X射线衍射技术、高温高压原位电阻测量技术和六面顶压机静水压加载声速测量技术。通过这三种不同的实验方法,得到了高温高压条件下Ce的相变序列和相图。发现了alpha-Ce的对称性破缺(即超晶格结构),这是对长达60年以来关于Ce的gamma-alpha等结构相变概念的一种颠覆性实验结果,也是对朗道相变理论预测能力的又一次检验。这一实验结果,将对等结构相变理论的研究产生强烈冲击。在实验过程中,还发现了gamma-Ce的纵波声子模软化,导致gamma-Ce的P-V线呈外凸形,只有三阶的Xu方程和Murnaghan方程能精确地描述这一现象。在理论计算方面,我们开发了针对强关联材料零温性质计算的LDA+Gutzwiller方法和基于赝势平面波方法和自能的极点展开的LDA+DMFT方法。在LDA+DMFT方法中,LDA采用的是赝势平面波方法,而DMFT采用的是Hubbard-I作为杂质求解方法。并对gamma相Ce和hcp结构Dy进行了研究。
英文主题词Strongly correlated systems; Cerium; High pressure; Phase transition; Symmetry breaking