Numéro
J. Phys. France
Volume 46, Numéro 6, juin 1985
Page(s) 889 - 894
DOI https://doi.org/10.1051/jphys:01985004606088900
J. Phys. France 46, 889-894 (1985)
DOI: 10.1051/jphys:01985004606088900

Structural transition and volume compression of CeBi up to 20 GPa

J.M. Léger1, K. Oki1, J. Rossat-Mignod2 et O. Vogt3

1  C.N.R.S., E.R. 060211,1, place A. Briand, 92190 Meudon, France
2  Centre d'Etudes Nucléaires de Grenoble, DRF/DN, 85X, 38041 Grenoble Cedex, France
3  E.T.H., CH-8093 Zurich, Switzerland


Abstract
The compression curve of CeBi up to 20 GPa was measured at room temperature by x-ray diffraction in a diamond anvil cell. Below 13 GPa, CeBi maintains its cubic structure of the NaCl-type with a bulk modulus B0 = 49.6 GPa, smaller than that reported for LaBi (B0 = 55 GPa). This anomalous lowering is attributed to a continuous increase of the cerium valence. At P = 13 GPa, CeBi undergoes a crystallographic transition. Two high pressure structures with close unit-cell volumes have been found to coexist : a tetragonal structure (space group P 4/m m m, Z = 1) and a cubic structure of the CsCl-type. The bulk moduli of the high pressure phases are markedly higher than that of the NaCl-type phase. The small volume change at the crystallographic transition is attributed to a decrease of the cerium valence or a lowering of the p-f mixing due to the larger cerium-bismuth distances in both high pressure phases.


Résumé
La diminution du volume de CeBi a été mesurée à température ambiante jusqu'a 20 GPa par diffraction X dans une cellule à enclumes de diamant En dessous de 13 GPa, la structure de CeBi reste de type NaCl avec un module de compression égal à 49,6 GPa qui est inférieur à celui rapporté pour LaBi (55 GPa). Cette diminution est attribuée à une augmentation continue de la valence du cérium. Une transition cristallographique se produit à P = 13 GPa. Deux structures avec des volumes de maille très voisins coexistent alors : une structure quadratique (groupe d'espace P 4/m m m, Z = 1) et une structure cubique de type CsCl. Les modules de compression des phases haute pression sont nettement plus élevés que celui de la phase de type NaCl. Le faible changement de volume à la transition cristallographique est attribué à une diminution de la valence du cérium ou à une réduction du mélange p-f, dues à l'augmentation de la distance cérium-bismuth dans les deux phases haute pression.

PACS
6166D - Alloys.
6220D - Elasticity, elastic constants.
6250 - High-pressure and shock wave effects in solids and liquids.
6470K - Solid-solid transitions.

Key words
bismuth alloys -- cerium alloys -- crystal atomic structure of alloys -- elastic moduli -- high pressure solid state phase transformations -- valency