Hydridy kovů jsou nejen vynikajícím médiem pro skladování vodíku, ale umožňují také sledovat vliv expanze krystalové mříže na vlastnosti spojené s elektrony a interakcemi mezi nimi, jako jsou např. magnetické vlastnosti. V případě sloučenin na bázi lanthanoidů (vzácných zemin) a aktinoidů se tyto vlastnosti mění dramaticky. Např. u sloučenin uranu je často pozorován vznik magnetického spořádání právě v důsledku takové expanze. (viz L. Havela: Kovy jako skladiště vodíku, Vesmír, duben 2013). Předmětem práce je syntéza, studium struktury a vlastností elektronového systému (především magnetických) vybraných hydridů. Předpokládáme zaměření na ternární sloučeniny UNiAl, UNiZn a koncentrace mezi těmito terminálními fázemi, kde okamžik vzniku antiferomagnetismu je možno ladit jak proměnnou koncentrací Al a Zn tak hydrogenací. Zvláštní pozornost bude věnována oboru v okolí tohoto kritického bodu, charakterizovaného tzv. kvantově kritickým chováním, s dominantními elektron-elektronovými korelacemi a těžkými fermiony. Jedná se převážně o práci experimentální, spočívající v syntéze sloučenin, hydrogenaci a studiu struktury, magnetických a transportních vlastností.
Práce je vhodná pro absolventy magisterského studia jak fyzikálních, tak chemických oborů. Zásadní je znalost základů kvantové mechaniky a fyziky pevných látek, stejně jako aktivní znalost anglického jazyka. Výhodou je znalost metod rentgenové difrakce.
Seznam odborné literatury
Po dohodě se školitelem.
Předběžná náplň práce v anglickém jazyce
Metal hydrides are not only excellent medium for hydrogen storage, but also enable investigation of the impact of crystal lattice expansion on properties related to electrons and their mutual interactions, as e.g. magnetic characteristics. In the case of compounds based on lanthanides (rare earths) and actinides are those changed dramatically. For example, at uranium compounds often an onset of magnetic ordering is observed as a result of such expansion. The subject of the thesis is synthesis and studies of structure and electronic properties (mainly magnetic) of selected hydrides. Expected focus will be ternary compounds UNiAl, UNiZn and concentrations between these terminal phases, where the onset of magnetism can be obtained by tuning the ratio Al-Zn as well as by hydrogenation. Special attention will be given to the vicinity of such critical point, characterized by quantum critical behaviour, with dominant electron-electron correlations and heavy fermions. The work will be mostly experimental, consisting in the synthesis of compounds, their hydrogenation and studies of crystal structure, magnetic and transport properties.
The project is suitable for students having a Master degree in physics or chemistry. As a pre-requisite, it requires knowledge of foundations of quantum mchanics and quantum theory of solids. A good command of English is highly desirable. Experience with X-ray diffraction methods is an advantage.
