Magnetic and transport properties of Yb-based compounds
| Thesis title in Czech: | Magnetické a transportní vlastnosti Yb sloučenin |
|---|---|
| Thesis title in English: | Magnetic and transport properties of Yb-based compounds |
| Key words: | Yb2AlSi2, valenční stav, elektrický odpor, magnetizace, měrná tepelná kapacita |
| English key words: | Yb2AlSi2, valence state, electrical resistance, magnetization, specific heat |
| Academic year of topic announcement: | 2017/2018 |
| Thesis type: | Bachelor's thesis |
| Thesis language: | angličtina |
| Department: | Department of Condensed Matter Physics (32-KFKL) |
| Supervisor: | doc. RNDr. Jiří Prchal, Ph.D. |
| Author: | hidden - assigned and confirmed by the Study Dept. |
| Date of registration: | 18.09.2017 |
| Date of assignment: | 20.09.2017 |
| Confirmed by Study dept. on: | 07.05.2018 |
| Date and time of defence: | 26.06.2018 09:00 |
| Date of electronic submission: | 18.05.2018 |
| Date of submission of printed version: | 18.05.2018 |
| Date of proceeded defence: | 26.06.2018 |
| Opponents: | RNDr. Milan Klicpera, Ph.D. |
| Advisors: | RNDr. Jiří Kaštil, Ph.D. |
| Guidelines |
| 1) Seznámení se s problematikou studiem odborné literatury a konzultacemi s vedoucím práce
2) Seznámení se s metodami přípravy Yb sloučenin 3) Charakterizace připravených vzorků Yb2AlSi2 pomocí rentgenové difrakce a Energiově disperzní analýzy 4) Měření fyzikálních vlastností vzorků s ohledem na anisotropii studovaného materiálu (teplotní závislosti): • Měření měrného tepla v magnetických polích • Měření magnetizace • Měření elektrického odporu 5) Účast na vyhodnocování provedených experimentů a interpretaci naměřených dat. 6) Sepsání bakalářské práce |
| References |
| 1) N. W. Ashcroft, N. D. Mermin: Solid State Physics, Saunders College, Philadelphia, 1976
2) Ch. Kittel: Úvod do fyziky pevných látek, Academia, Praha, 1985. 3) Odborné články dle doporučení školitele/konzultanta |
| Preliminary scope of work |
| Ve sloučeninách obsahujících Yb, Ce a U lze často pozorovat exotické elektronové vlastnosti a chování, které je v popředí zájmu současné fyziky pevných látek (jako například neceločíselnou valenci, těžko-fermionové chování, supravodivost a Kondův jev). Tyto vlastnosti mají původ v silné Coulombovské interakci elektronů v f-slupce a částečné delokalizaci f-elektronů způsobené změnami v elektronové struktuře – tzv. hybridizací f stavů s vodivostními elektrony. Ve sloučeninách obsahujících Yb se pozorují fluktuace valence mezi trivalentním magnetickým stavem Yb3+ (4f13) a divalentním nemagnetickým stavem Yb2+ (4f14) spojeným s větším objemem elementární buňky. Valence Yb je velice citlivá na působení magnetického pole, vnějšího tlaku a chemické substituce, což má za následek neobvyklé změny ve vývoji magnetizace, elektrického odporu a dalších fyzikálních veličin. Zásadní je také pochopit souvislosti pozorovaných jevů s krystalovou strukturou. V rámci bakalářské práce se předpokládá provedení měření fyzikálních veličin (el. odporu, magnetizace, měrné tepelné kapacity atd.) vybraného vzorku v různých teplotách a magnetických polích a určení jejich anisotropie s ohledem na krystalovou strukturu studované sloučeniny. Získané experimentální poznatky budou diskutovány ve vztahu k valenci Yb a popsány dostupnými teoretickými modely. |
| Preliminary scope of work in English |
| Exotic electronic properties can be often observed in the compounds containing Yb, Ce a U elements - like noninteger valence, heavy-fermion behavior, superconductivity or Kondo effect. These properties stand in the foreground of recent scientific interest. These effects originate in a strong Coulomb interaction in the f-electronic shell and a partial delocalization of the f-electrons caused by the changes in the electron structure - so called hybridization of the f-electron states with the conduction electrons. Valence fluctuations can be observed in the Yb-based compounds between the magnetic trivalent Yb3+ (4f13) and the nonmagnetic divalent Yb2+ (4f14) state which is connected with a larger unit-cell volume. The Yb-valence is very sensitive to the external magnetic field, pressure and chemical composition. This leads to unusual changes in the development of magnetization, electrical resistivity and other physical properties. Understanding to the relation between the observed effects and the crystal structure is also essential.
In frame of the bachelor thesis, performation of the measurements of the physical properties (R, M, Cp) in various temperatures and external magnetic fields on the selected compound is expected, including estimation of their anisotropic evolution with respect to the crystal lattice of the compound. The obtained experimental results will be discussed in relation with the Yb valence state and described by the available theoretical models. |