velikost textu

Magnetic and transport properties of f-electron compounds under extreme conditions

Upozornění: Informace získané z popisných dat či souborů uložených v Repozitáři závěrečných prací nemohou být použity k výdělečným účelům nebo vydávány za studijní, vědeckou nebo jinou tvůrčí činnost jiné osoby než autora.
Název:
Magnetic and transport properties of f-electron compounds under extreme conditions
Název v češtině:
Magnetické a transportní vlastnosti sloučenin s F-elektrony za extrémních podmínek
Název v angličtině:
Magnetické a transportní vlastnosti sloučenin s F-elektrony za extrémních podmínek
Typ:
Disertační práce
Autor:
Mgr. Martin Míšek, Ph.D.
Školitel:
doc. Mgr. Pavel Javorský, Dr.
Oponenti:
Dr. Jean-Christophe Griveau
prof. RNDr. Marián Reiffers, DrSc.
Id práce:
62589
Fakulta:
Matematicko-fyzikální fakulta (MFF)
Pracoviště:
Katedra fyziky kondenzovaných látek (32-KFKL)
Program studia:
Fyzika (P1701)
Obor studia:
Fyzika kondenzovaných látek a materiálový výzkum (4F3)
Přidělovaný titul:
Ph.D.
Datum obhajoby:
28. 1. 2013
Výsledek obhajoby:
Prospěl/a
Jazyk práce:
Angličtina
Abstrakt:
Název Práce: Magnetické a transportní vlastnosti sloučenin s f-elektrony za extrémních podmínek Autor práce: Martin Míšek Katedra/Ústav: Katedra fyziky kondenzovaných látek Vedoucí doktorské práce: Doc. Mgr. Pavel Javorský, Dr., Katedra fyziky kondenzovaných látek, Matematicko-fyzikální fakulta, Univerzita Karlova v Praze, Praha, Česká republika Abstrakt: V této práci byl studován vliv vnějšího hydrostatického tlaku i jednoosého zatížení na magnetické vlastnosti vybraných sloučenin. Největší pozornost byla věnována sloučenině ErCo2, jejím analogům s Dy a Ho na místě vzácné zeminy a vlivu substitucí Si na místo Co. V případě ErCo2 byla poprvé pozorována tlakem vyvolaná změna typu magnetického fázového přechodu z 1. druhu na 2. druh a separace uspořádání Er a Co magnetických podmříží, které byly předpovězeny v dřívějších pracích. V celé sérii byly úspěšně pozorovány anomálie objemových vlastností, spojené s existencí a krátkodosahovým uspořádáním Co momentů v paramagnetickém stavu (T > TC), které byly nedávno pozorovány za atmosférického tlaku pomocí experimentů XMCD. Byla provedena série vysokotlakých experimentů s monokrystalem UNiGa, materiálu s výraznou anizotropií výměnných interakcí a bohatým magnetickým fázovým diagramem. Vedle působení hydrostatických tlaků byly studovány vlastnosti této sloučeniny také za jednoosého zatížení ve směru krystalografické c- osy její hexagonální struktury. Významnou součástí práce bylo rozšíření dostupných experimentálních technik pro studium vlastností materiálů za působení vnějšího tlaku. Byly implementovány metody pro velmi citlivé měření střídavé magnetické susceptibility a měrné tepelné kapacity v pístových tlakových celách do tlaků ~ 3 GPa v aparatuře PPMS (Quantum Design, 14 T magnet, 1,8 – 380 K). Dále byla zkonstruována a úspěšně otestována série nových tlakových komor pro studium objemových (DC magnetizace, AC susceptibilita, elektrická vodivost) i mikroskopických (rozptyl neutronů) experimentů za působení jednoosého zatížení vzorku v požadovaném směru. Završením instrumentální části práce potom bylo zkonstruování diamantové tlakové komory (DAC) pro měření magnetizací v komerčním SQUIDovém 5 magnetometru za působení extrémně vysokých tlaků. V prvních měřeních bylo dosaženo tlaků až 15 GPa, při zachování velmi vysoké citlivosti až do 10-6 emu. Podle veškerých dostupných zdrojů v současnosti ve světě existuje pouze jedna další tlaková komora srovnatelných kvalit. Bez těchto pokroků v instrumentaci by nebylo možné pozorovat většinu fyzikálních jevů studovaných v této práci na reálných materiálech. Klíčová slova: intermetalické sloučeniny kovů vzácných zemin, sloučeniny uranu, magnetické vlastnosti, vysoké tlaky 6
Abstract v angličtině:
Title: Magnetic and transport properties of f-electron compounds under extreme conditions Author: Martin Míšek Department/Institute: Department of Condensed Matter Physics Supervisor of the doctoral thesis: Doc. Mgr. Pavel Javorský, Dr., Department of Condensed Matter Physics, Faculty of Mathematics and Physics, Charles University in Prague, Prague, Czech Republic Abstract: This thesis deals with the effect of hydrostatic and uniaxial pressures on the magnetic properties of selected compounds. Main emphasis was given to the ErCo2 compound, its analogs with dysprosium and holmium at the rare-earth site and the influence of Si substitutions for the Co. In the case of pure ErCo2, we observed for the first time the pressure induced change of the type of the magnetic phase transition from the first to second order-type and the decoupling of the ordering of Er and Co magnetic sublattices. These effects were only theoretically predicted in the previously published works. Tiny anomalies in the bulk properties related to the existence and short-range ordering of Co magnetic moments in the paramagnetic phase (T > TC), recently deduced from the XMCD experiments at ambient pressure, were successfully observed in this high pressure study as well. Series of high pressure experiments on the UNiGa single crystal, compound with high anisotropy and rich ambient-pressure phase diagram, has been performed. Besides the measurements under hydrostatic conditions, the experiments under uniaxial compression along the crystallographic c-axis of the compound’s hexagonal structure, have been prepared as well. Important aspect of the presented work lies in the instrumentation development for studying the material properties under high pressures. Methods for sensitive measurements of the AC susceptibility and the specific heat under high pressures were implemented for the piston-cylinder pressure cells under the pressures up to 3 GPa within the PPMS aparatus (Quantum Design, 14 T magnet, 1.8 – 380 K). Set of several new pressure cells for measuring both, the bulk (DC magnetization, AC susceptibility, electrical conductivity) and the microscopic (neutron diffraction) properties under uniaxial compression of the sample along desired direction, was constructed and succesfully tested. Finally, the diamond anvil pressure cell for 7 precise magnetization measurement within commercial SQUID magnetometer under very high pressures has been constructed. Pressures up to 15 GPa have been achieved in the first tests, while preserving a remarkable sensitivity down to 10-6 emu. To our best knowledge, there currently exist only one such a device in the world with comparable capabilities. Without this advances in the available experimental methods, most of the physical effects studied in this thesis would not be possible. Keywords: rare-earth intermetallic compounds, uranium compounds, magnetic properties, high pressures 8
Dokumenty
Stáhnout Dokument Autor Typ Velikost
Stáhnout Text práce Mgr. Martin Míšek, Ph.D. 4.58 MB
Stáhnout Abstrakt v českém jazyce Mgr. Martin Míšek, Ph.D. 132 kB
Stáhnout Abstrakt anglicky Mgr. Martin Míšek, Ph.D. 79 kB
Stáhnout Posudek vedoucího doc. Mgr. Pavel Javorský, Dr. 9 kB
Stáhnout Posudek oponenta Dr. Jean-Christophe Griveau 20 kB
Stáhnout Posudek oponenta prof. RNDr. Marián Reiffers, DrSc. 14 kB
Stáhnout Záznam o průběhu obhajoby prof. RNDr. Helena Štěpánková, CSc. 79 kB