Změna valence europia v tetragonální sloučenině typu 122

• Thesis title in Czech: Změna valence europia v tetragonální sloučenině typu 122
• Thesis title in English: Valence change of europium in a tetragonal 122-type compound
• Key words: intermetalikum|krystalová anizotropie|rentgenová difrakce|vysoký tlak|valenční změna
• English key words: intermetallic compound|crystal anisotropy|x-ray diffraction|high pressure|valence change
• Academic year of topic announcement: 2024/2025
• Thesis type: Bachelor's thesis
• 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: 25.04.2025
• Date of assignment: 25.04.2025
• Confirmed by Study dept. on: 28.04.2025
• Advisors: doc. RNDr. Martin Diviš, CSc.

Guidelines

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

References

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

Preliminary scope of work

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.