Ce 中 $\gamma-\alpha$ 相变的状态方程模型

Ce 元素在室温下表现出同构 $\gamma-\alpha$ 相变，体积变化为15%。相边界在1.5 GPa和480 K处终止于临界点。我们描述了Ce在 $\gamma-\alpha$ 相变区域的状态方程模型。该模型基于现代多体计算支持的观点，即 $4f$ 电子的局域化程度随压缩呈连续变化。所使用的函数形式受多体计算启发，参数由实验确定，从而得到一个基于物理的经验状态方程。在大体积 $\gamma$ 相中，局域 $4f$ 电子的 $j = 5/2$ 态简并对熵有很大贡献。热电子自由能随体积的快速变化导致压力和热力学 Gr"{u}neisen 参数的电子贡献异常大。静态晶格能量有两个局部极小值，其中类 $\alpha$ 极小值比类 $\gamma$ 极小值低6.3 meV/原子。