## Research on liquid-liquid transitions using picosecond acoustics in several metallic elements

## Recherches de transitions liquide-liquide par acoustique picoseconde dans plusieurs éléments métalliques

- Fonction : Auteur

- PersonId : 763858

- ORCID : 0000-0002-5737-3508

- IdRef : 081282672

### Résumé

The liquid-liquid transitions (LLT), i.e. the phase transitions within the liquid phase of a single component, are well established theoretically but there is little consensus on the experimental results. In the literature, LLT have been reported in several elementary metallic liquids (Ga, Cs, Rb, Bi). We have attempted to confirm their existence experimentally using the picosecond acoustics technique combined with the resistive heated diamond anvil cell, which allows high pressures (0–30 GPa) and high temperatures (300–700 K). This technique uses surface imaging to measure the speed of sound in the liquid and to determine accurately the phase transitions. While no first-order transition was found in Ga and Bi, the speed of sound in Cs and Rb shows a variation consistent with a gradual transition from a simple liquid to an electride liquid at high pressure.

Les transitions liquide-liquide (TLL), c’est-à-dire les transitions de phase à l’intérieur même de la phase liquide d’un corps pur, sont bien établies théoriquement mais peu de résultats expérimentaux font consensus. Dans la littérature, des TLL ont été détectées dans plusieurs liquides métalliques élémentaires (Ga, Cs, Rb, Bi). Nous avons cherché à confirmer expérimentalement leur existence par la technique acoustique picoseconde combinée à la cellule à enclumes de diamant en chauffage résistif qui permet d’atteindre de hautes pressions (0–30 GPa) et de hautes températures (300–600 K). Cette technique permet, grâce à l’imagerie de surface, de mesurer la vitesse du son dans le liquide et de déterminer avec précision des transitions de phase. Si aucune transition du premier ordre n’a été détectée dans Ga et Bi, en revanche dans Cs et Rb la vitesse du son montre une variation compatible avec une transition graduelle d’un liquide simple vers un liquide électrure à haute pression.

### Mots clés

- resistive heating

- high pressure electrides

- indium

- bismuth

- rubidium

- caesium

- alkali metals

- low-melting-point gallium-based alloys

- gallium

- picosecond acoustics

- liquid-liquid transitions

- diamond anvil cell

- acoustique picoseconde

- cellule à enclume de diamant

- chauffage résistif

- gallium

- alliages à base de gallium à bas point de fusion

- métaux alcalins

- césium

- rubidium

- bismuth

- indium

- électrures haute pression

- transitions liquide-liquide

### Domaines

- Science des matériaux [cond-mat.mtrl-sci]

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                                                Fichiers produits par l'(les) auteur(s)
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Soumis le : mercredi 4 février 2026-15:18:25

Dernière modification le : jeudi 5 février 2026-03:22:37

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