Studium magnetických a termodynamických vlastností ternárních sloučenin se silně korelovanými 4f elektrony.

• Název práce v češtině: Studium magnetických a termodynamických vlastností ternárních sloučenin se; silně korelovanými 4f elektrony.
• Název v anglickém jazyce: Study of magnetic and thermodynamic properties of ternar compounds with strongly; correlated 4f electrons.
• Klíčová slova: YPd2Al3, CenTmIn3n+2m, supravodivost, antiferomagnetismus, těžkofermionové chování
• Klíčová slova anglicky: YPd2Al3, CenTmIn3n+2m, superconductivity, antiferromagnetism, heavy fermion behavior
• Akademický rok vypsání: 2009/2010
• Typ práce: diplomová práce
• Jazyk práce: angličtina
• Ústav: Katedra fyziky kondenzovaných látek (32-KFKL)
• Vedoucí / školitel: doc. RNDr. Jiří Pospíšil, Ph.D.
• Řešitel: skrytý - zadáno a potvrzeno stud. odd.
• Datum přihlášení: 30.09.2009
• Datum zadání: 21.09.2010
• Datum a čas obhajoby: 09.05.2011 00:00
• Datum odevzdání elektronické podoby: 15.04.2011
• Datum odevzdání tištěné podoby: 15.04.2011
• Datum proběhlé obhajoby: 09.05.2011
• Oponenti: Dr. rer. nat. Jeroen Custers
• Konzultanti: RNDr. Klára Uhlířová, Ph.D.

Zásady pro vypracování

1) studium literatury a příprava rešerše
2) syntéza vybraných sloučenin ve formě monokrystalu ? metoda růstu z přesyceného roztoku, Czochralského metoda, růst krystalů v optické peci
3) analýza připravených materiálů ? prášková rentgenová difrakce, difrakce na monokrystalu, EDX analýza
4) vzhledem k charakteru krystalových struktur se předpokládá studium vlivu žíhaní na fyzikální vlastnosti sloučenin
5) měření magnetických a termodynamických vlastností ? měření magnetizací, specifických tepel, elektrického odporu
6) popis a analýza magnetických a termodynamických vlastností na úrovni znolostí studenta Mgr. stupně programu Fyzika

Seznam odborné literatury

Solid state physics / Neil W. Ashcroft, N. David Mermin, New York : Brooks / Cole, c1976
Úvod do fyziky pevných látek / Charles Kittel, Praha, Academia, 1985
Magnetism in condensed matter / Stephen Blundell, Oxford : Oxford University Press, c2001
Park et al., Nature 440, 65 (2006).
Y. F. Yang et al., Nature 454, 611 (2008).
Vybraná časopisecká literatura

Předběžná náplň práce

Zájem o studium intermetalických sloučenin obsahujících kovy vzácných zemin (RE) je dán jejich vysokým aplikačním potenciálem. Rozmanité fyzikální vlastnosti vzácně zeminných sloučenin jsou určeny lokalizovaným charakterem 4f elektronů umístěných na vnitřní slupce iontů RE. Jedním z nejatraktivnějších prvků této řady je cer. Stavy 4f elektronů v Ce jsou poměrně blízko Fermiho hladině, což vede k nezanedbatelné interakci 4f elektronů s vodivostními elektrony. Následkem toho vykazují intermetalické sloučeniny s Ce řadu exotických vlastností (Kondův jev, jevy smíšené valence, nekonvenční supravodivost často v koexistenci s nízkoteplotním magnetickým uspořádáním či magnetickými korelacemi atd.).
Cílem práce je příprava nových materiálů z ternárních systémů Ce-Pd-In a Ce-Pt-In, jejich důkladná charakterizace z heldiska chemického složení, krystalové struktury a určení magnetických, transportních a termodynamických vlastností. Fázové diagramy těchto systémů jsou poměrně bohaté, avšak často neúplně určené. Řada sloučenin zůstává zatím neobjevena nebo zcela nedostatečně prostudována. Příkladem jsou dvě v minulém roce nově objevené sloučeniny Ce2PdIn8 a CePt2In7, které svou strukturou i chováním navazují na velmi atraktivní skupinu sloučenin CenTIn2n+1 (n = 1,2; T = Co, Rh, Ir). Tyto sloučeniny se v posledním desetiletí těší výrazné pozornosti díky výskytu nekonveční supravodivosti v koexistenci s magnetismem a vzájemnému ovlivňování těchto dvou kooperativních jevů.
Příprava materiálů bude založena především na metodě růstu krystalů z přesyceného kovového roztoku, která má na školícím pracovišti kvalitní zázemí. Charakterizace složení ve spojeni s mezoskopickou strukturou bude prováděno na skenovacím elektronovém mikroskopu vybaveném EDX detektorem, který KFKL sdílí s KFPP jako společné zařízení. Studium struktur nově připravených krystalů bude provedeno ve spolupráci s oddělením strukturní analýzy KFKL a měření makroskopických vlastností budou prováděna ve Společné laboratoři pro magnetická studia UK MFF a FZÚ AVČR.
Práce je součástí výzkumného záměru a výzkumných projektů, které jsou řešeny na školícím pracovišti.

Předběžná náplň práce v anglickém jazyce

Interest in research of intermetallic compounds containing rare earth elements (RE) is given by their high application potential. Various physical properties of the rare earth are determined by localized character of the 4f electrons in the inner shell of the RE ions.
One of the most attractive element of this series is cerium. The 4f electrons of Ce are rather near the Fermi surface leading to interactions between the 4f and conduction electrons. It is possible observe Kondo effect, mixed valence behaviour, unconventional superconductivity, coexistence of superconductivity magnetic ordering or magnetic correlations in cerium intermetallics due to the presented electrons arrangement.
The aim of the thesis is to prepare new materials of ternary systems Ce-Pd-In and Ce-Pt-In and their thorough characterization within the meaning of chemical composition and crystal structure followed by studies of magnetic, transport and thermodynamic properties. Although the phase diagrams of these systems are rather rich, there are still some phases, which have nor been still well characterized. An example there are two new compounds Ce2PdIn8 and CePt2In7 discovered last year. With respect to their structure and reported behaviours they have been considered as new members of an attractive family of CenTIn2n+1 (n = 1,2; T = Co, Rh, Ir) compounds. In the last decade these compounds are centre of scientific interest due to study of unconventional superconductivity and coexistence of the superconductivity and magnetism or their mutual interaction.
The synthesis of selected materials will be mainly base on a solution growth method. The determination of chemical composition and phase homogeneity will be performed on SEM with EDX detector, which is shared facility of DCMP and DSPS. Structure determination will be done in collaboration with X-ray group of the DCMP, magnetic and transport measurement will be performed in Joint Laboratory for Magnetic Studies of MFF UK and FZÚ AVČR. The work is part of research projects solved in DCMP.