Vliv nedokonalosti krystalové struktury na supravodivost

• Název práce v češtině: Vliv nedokonalosti krystalové struktury na supravodivost
• Název v anglickém jazyce: The influence of crystal-structure imperfections on superconductivity
• Klíčová slova: supravodivost|vlny nábojové hustoty|krystalová struktura|fyzikální vlastnosti
• Klíčová slova anglicky: superconductivity|charge-density wave|crystal structure|physical properties
• Akademický rok vypsání: 2025/2026
• Typ práce: bakalářská práce
• Ústav: Katedra fyziky kondenzovaných látek (32-KFKL)
• Vedoucí / školitel: RNDr. Silvie Černá, Ph.D.
• Řešitel: skrytý - zadáno a potvrzeno stud. odd.
• Datum přihlášení: 03.10.2025
• Datum zadání: 03.10.2025
• Datum potvrzení stud. oddělením: 06.10.2025
• Konzultanti: doc. RNDr. Ladislav Havela, CSc.

Zásady pro vypracování

1. seznámení se s danou problematikou na základě studia odborné literatury
2. syntéza sloučeniny LaPt2Si2 pomocí různých metod, dávajících rozdílné detaily reálné struktury
3. studium krystalové struktury pomocí rentgenové difrakce
4. měření fyzikálních vlastností (magnetizace, měrné teplo, rezistivita)
5. interpretace získaných experimentálních dat

Seznam odborné literatury

Ch. Kittel: Úvod do fyziky pevných látek, Academia, Praha, 1985
Elektronické odborné časopisy

Předběžná náplň práce

LaPt2Si2 patří do skupiny sloučenin typu MT2X2 (M = kov vzácných zemin, T = tranzitivní kov, X = Si nebo Ge) krystalizujících ve struktuře typu CaBe2Ge2. Několik sloučenin s touto strukturou vykazuje jak tzv. vlny nábojové hustoty (charge-density wave - CDW), tak supravodivost (SC). Studie polykrystalického LaPt2Si2 ukazují, že při teplotě kolem TCDW = 112 K vzniká CDW stav, jež se projeví distorzí krystalové mříže a diskontinuitou vlastností elektronového systému. Při teplotách pod TSC = 1.8 K [1] se potom objevuje supravodivost. U monokrystalů se CDW objevuje při mnohem nižší teplotě (80 K) [2]. Studované monokrystaly LaPt2Si2 vykazují mnohem nižší TCDW, ale vyšší TSC, než dříve popsané polykrystalické vzorky [3]. Tyto rozdíly jsou pravděpodobně způsobeny mírnou odchylkou v mřížkových parametrech nebo rozdílnou homogenitou/složením polykrystalických a monokrystalických vzorků, což by mohlo významně změnit hodnoty TCDW a TSC. Vzhledem k tomu je studium vlivu nedokonalostí krystalové struktury na fyzikální vlastnosti LaPt2Si2 nutným krokem k pochopení zmíněných jevů.

[1] Y. Nagano a kol., J. Phys. Soc. Jpn. 82, 064715 (2013).
[2] R. Gupta a kol., J. Phys.: Condens. Matter 29, 255601 (2017).
[3] M. Falkowski a kol., Phys. Rev. B 100, 064103 (2019).

Předběžná náplň práce v anglickém jazyce

LaPt2Si2 belongs to the MT2X2 (M = rare earth/alkaline earth, T = transition metal, X = Si or Ge) family crystallizing in the CaBe2Ge2-type structure. Several compounds with this structure exhibit both charge-density wave (CDW) order and superconductivity (SC). Studies of polycrystalline LaPt2Si2 show that at temperatures around TCDW = 112 K, a CDW state is formed, which is manifested by lattice distortion and discontinuity of the electronic properties. Below TSC = 1.8 K [1] superconductivity appears. Meanwhile, in single crystals, the CDW order was found at a lower temperature of 80 K [2]. The single crystals of LaPt2Si2 studied show a much lower TCDW, but higher TSC, than the polycrystalline samples previously reported. These differences are likely due to a slight variation in the lattice constants or sample homogeneity/composition between the polycrystalline and single-crystal samples, which might significantly change the values of TCDW and TSC. Considering this, studying the influence of crystal structure imperfections on the physical properties of LaPt2Si2 is a necessary step towards understanding the aforementioned phenomena.

[1] Y. Nagano et al., J. Phys. Soc. Jpn. 82, 064715 (2013).
[2] R. Gupta et al., J. Phys.: Condens. Matter 29, 255601 (2017).
[3] M. Falkowski et al., Phys. Rev. B 100, 064103 (2019).