Tlakem řízené strukturní a magnetické transformace v intermetalikách typu 221

• Thesis title in Czech: Tlakem řízené strukturní a magnetické transformace v intermetalikách typu 221
• Thesis title in English: Pressure-driven structural and magnetic transformations in 221 intermetallics
• Key words: hydrostatický tlak, magnetismus, krystalová struktura, tetragonální sloučeniny
• English key words: hydrostatic pressure, magnetism, crystal structure, tetragonal compounds
• Academic year of topic announcement: 2020/2021
• Thesis type: dissertation
• Thesis language: čeština
• 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: 08.09.2020
• Date of assignment: 08.09.2020
• Confirmed by Study dept. on: 30.09.2020
• Advisors: RNDr. Jiří Kaštil, Ph.D.

Guidelines

- Prostudování dostupné literatury o studovaných sloučeninách typu 221
- Výběr vhodných sloučenin vzhledem k typu jejich krystalové struktury a objemu elementární buňky
- Příprava polykrystalických vzorků a pokud možno i monokrystalů vybraného složení, základní charakterizace jejich chemického a fázového složení, pak i krystalové struktury pomocí mikrosondy a RTG difrakce
- Změření transportních a magnetických vlastností těchto sloučenin za normálního i vysokého tlaku a vysokých magnetických polí
- Průběžná publikace získaných dat v impaktovaných vědeckých časopisech
- Sepsání a obhajoba disertační práce

References

- N. W. Ashcroft, N. D. Mermin: Solid State Physics, Saunders College, Philadelphia 1976
- M. Eremets: High pressure experimental methods, Oxford University Press, 1996
- články v odborné literatuře - postupně zadávány školitelem a konzultantem, též samostatně aktivně vyhledávány

Preliminary scope of work

Předmětem navrhované práce je studium magnetických a strukturních vlastností intermetalických sloučenin vzácných zemin s obecným složením 2-2-1 (R2T2X, kde R – prvek vzácné zeminy, T – tranzitivní kov, X – p-prvek). Dosavadní výzkum ukázal, že tyto sloučeniny krystalizují v několika strukturách. Jedna z nejstudovanější je tetragonální struktura P4/mbm (spacegroup 127), ve které atomy vzácné zeminy tvoří téměř triangulární rovinné uspořádání, jehož důsledkem může být silná magnetická frustrace. Sloučeniny 2-2-1 mají zpravidla velmi bohatý magnetický fázový diagram a nezřídka je možné pozorovat více magnetických přechodů z paramagnetického stavu do feromagnetického a antiferromagnetického či nekolineárního uspořádání. Hlavním prostředkem při řešení bude systematické studium 221 sloučenin s využitím dosud systematicky nepoužité metody aplikace vnějšího tlaku – hydrostatického i jednoosého - se záměrem popsat vývoj parametrů krystalové struktury a závislost magnetického uspořádání na meziatomových vzdálenostech. Vnější tlak představuje přímou metodu ovlivnění strukturních parametrů a magnetických interakcí bez nutnosti změny chemického složení vzorku. Vedle samotné struktury půjde o stanovení kriterií rozhodných pro změnu magnetického chování a souvislostí s adopcí dané krystalové struktury.

Preliminary scope of work in English

The main subject of the propsed thesis is the study of structural and magnetic properties of intermetallic compounds of rare-earth with general stoichiometry 2-2-1 (R2T2X, where R – rare earth, T – transition metal, X – p-element). Up-to-date research showed that these compounds form only few crystal structures. One of the most studied is the tetragonal structure P4/mbm (space group 127), where strong magnetic frustration may be observed due to the formation of almost triangular lattice by the rare earth atoms. 2-2-1 compounds have very rich magnetic phase diagram and it is not unusual to observe multiple magnetic transition from paramagnetic state to ferromagnetic, antiferromagnetic or noncolinear ordered state. Main tool for solving of this task will be systematical study of the 221 compounds with application of so far systematically not applied method of high pressure - both hydrostatic and uniaxial - with a goal to describe evolution of crystal structure parameters and evolution of magnetic ordering on the interatomic distances. The external high pressure represents a direct method to influence the structural parameters and magnetic interactions without the necessity to introduce chemical disorder. Besides the crystal structure itself there will be a task to state the decisive criteria for changes in the magnetic behavior in connecntion with the adaptation of the particular crystal structure type.