Změna valence europia v tetragonální sloučenině typu 122

• Název práce v češtině: Změna valence europia v tetragonální sloučenině typu 122
• Název v anglickém jazyce: Valence change of europium in a tetragonal 122-type compound
• Klíčová slova: intermetalikum|krystalová anizotropie|rentgenová difrakce|vysoký tlak|valenční změna
• Klíčová slova anglicky: intermetallic compound|crystal anisotropy|x-ray diffraction|high pressure|valence change
• Akademický rok vypsání: 2024/2025
• Typ práce: bakalářská práce
• Ústav: Katedra fyziky kondenzovaných látek (32-KFKL)
• Vedoucí / školitel: doc. RNDr. Jiří Prchal, Ph.D.
• Řešitel: skrytý - zadáno a potvrzeno stud. odd.
• Datum přihlášení: 25.04.2025
• Datum zadání: 25.04.2025
• Datum potvrzení stud. oddělením: 28.04.2025
• Konzultanti: doc. RNDr. Martin Diviš, CSc.

Zásady pro vypracování

1. prostudování základních principů studia magnetického stavu materiálů se zřetelem ke změnám valenčního stavu
2. z dat mřížových parametrů dané sloučeniny v závislosti na tlaku vyhodnotit termodynamické parametry (kompresibilita, anizotropní konstanty) a odhadnout oblast změny elasticity krystalové mříže - tlak potenciální valenční změny
3. Připravit nemagnetický analog ke studované Eu-sloučenině (polykrystal), provést jeho charakterizaci (měrná tepelná kapacita, transportní vlastnosti) a změřenými daty korigovat zjištění na europiovém materiálu
4. Získané výsledky porovnat s teoretickými výpočty

Seznam odborné literatury

1. Ch. Kittel: Úvod do fyziky pevných látek, Academia, Praha, 1985.
2. M. Eremets: High pressure experimental methods 1996
3. V. Valvoda, M. Polcarová, P. Lukáč, Základy strukturní analýzy, Karolinum, Praha 1992
4. články v odborné literatuře dle doporučení školitele

Předběžná náplň práce

Intermetalické materiály obsahující europium jsou výjimečné z mnoha důvodů. Jedním z nich je možná změna valenčního stavu Eu vedoucí ke ztrátě lokalizovaného magnetického momentu. Tato změna valenčního stavu pocházející z elektronových stavů slupky 4f a vnějších elektronových stavů souvisí mj. se změnou efektivní velikosti atomu europia (empiricky zjištěno). Tato vlastnost se projevuje v elasticitě krystalové mříže, kterou lze experimentálně stanovit měřením mřížových parametrů za zvýšeného tlaku.
Rodinou europiových sloučenin bohatou na kandidáty s možnou změnou valence jsou tetragonální sloučeniny typu EuT2X2, kde lze kromě změny elasticity mříže sledovat vývoj anizotropie.
Stanovení potencionálního valenčního přechodu v některé z uvedených sloučenin na základě znalosti vývoje parametrů krystalové mříže na tlaku (získaných v rámci projektu SFG) bude o to zajímavější v případě feromagnetů EuRu2Ge2 nebo EuRu2P2. Pokud by se prokázala změna valenčního stavu v některé z těchto sloučenin, jednalo by se o první feromagnet s tlakem indukovaným valenčním přechodem na bázi europia (dosud se jednalo o antiferomagnetické materiály). Vzhledem k čistě spinové povaze magnetického momentu v europiu (pocházejícího ze stavu 4f7) je možné jejich magnetismus a tlakový vývoj mříže s rozumnou přesností aproximace určit též teoretickými výpočty. Experimentální výsledky této práce bude možno - v případě úspěšně provedených výpočtů (za účasti konzultanta práce) - porovnat a objasnit ve světle těchto kalkulací.
Předmětem práce bude vyhodnocení dat z experimentu rentgenové difrakce do vysokého tlaku na sloučenině z uvedené rodiny materiálů, stanovení termodynamických parametrů, proveden pokus o přípravu nemagnetického analogu pro korekci dat na čistě mřížový příspěvek a určení tlakové anizotropie (tuhost mříže ve význačných krystalografických směrech) s ohledem na potencionální obor valenční změny.

Výsledkem bude v případě zájmu a aktivity studenta také publikace v mezinárodním vědeckém časopise.