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固体的局域结构是研究固体从原子到纳米范围内原子的空间排布，在固体物质中原子分布往往不均匀，导致结构的局域化。由其纳米固体的表界面效应，长周期的平均晶体结构往往不能准确描述纳米颗粒的本征属性，其结构的局域化需要局域结构的方法和手段表征。本课题组近年对无机固体，如ScF3、钙钛矿铁电化合物、永磁体合金Ho2Fe17等，以及纳米固体，如合金PtNi、PtFe、氧化物CeO2、SnO2、TiO2等，开展了局域结构和负热膨胀及相关物性的研究。高能同步辐射X 射线/中子全散射技术(PDF/nPDF)，结合反向蒙特卡罗方法(RMC)研究合金PtNi、PtFe 的局域化学有序和纳米晶中的原子分布。发现纳米CeO2在-25℃～75℃存在四方-立方相变，产生负热膨胀。通过中子原子对分布函数(nPDF)、拉曼散射等手段研究发现，四方相CeO2的局域结构存在O离子沿c轴的位移，而与这个位移相对应的声子模软化使得四方相在低温保持稳定。电子在氧空位和Ce-4f轨道之间的转移，是纳米氧化铈相变的驱动力。