Měření a analýza tepelné kapacity YPd 5 Al 2 a NdPd 5 Al 2 Zpracovali Martin Duřt a Milan Ročeň Evropský sociální fond Praha & EU: Investujeme do vaší budoucnosti

Obsah Úvod –Motivace Teorie –Magnetismus –4f magnetismus Vlastní výsledky –Grafy PPMS –Fázové diagamy –Možnosti do budoucna Závěrečná rekapitulace získaných vědomostí –Růst krystalů z přesyceného roztoku –Analýza čistoty krystalů pomocí elektronového Mikroskopu –Rentgenová analýza symetrie krystalů pomocí Laueho difrakce –Měření měrného tepla na zařízení PPMS

Motivace Sloučenina Ce 2 RhIn 8 vykazuje velmi zajímavé vlastnosti v nízkých teplotách Je antiferromagnetem s tlakem indukovanou supravodivostí (T N =2,8K, T c =2K při p=2,5GPa) Magnetizmus je důležitým vodítkem k této nekonvenční supravodivosti Studium magnetismu v cerových sloučeninách je obtížná kvůli velkému množství vedlejších efektů Studujeme isostrukturní sloučeniny s jinou vzácnou zeminou (Dy, Ho, Tb)

Trochu teorie

Magnetismus Vytvářen pohyby el. náboje (← nabitá hmota) Hmota vytváří magnetické pole Podle chování v magnetickém poli - Ferromagnetismus (nejsilnější působení) - Diamagnetismus - Paramagnetismus E t c.

Ferromagnetismus/paramagnetismus Běžný B=0T - magnetické momenty - chaotické směry, celkový moment =0 B>0T - magnetizace - magnetické momenty se srovnají do jednoho směru – silné magnetické působení - ferromagnety -permanentní magnety (zůstanou zmagnetizované) Nejběžnější – triáda železa (Fe, Co, Ni) Výjimka tzv. ferrimagnetismus – magnet. momenty se srovnají do proti sobě - přesto magnetické působení - ferrimagnety – tzv. ferrity

Diamagnetismus B>0T – zeslabuje magnetické pole – magnetické momenty působí ve proti poli Supravodič – ideální diamagnet – úplně vytlačí magnetické pole → magnetická levitace

4f magnetismus d-kovy mají velké orbitaly, které se v kovech překrývají  magnetické uspořádání 4f orbital je velice malý  nedochází k překryvu orbitalů Magnetický moment je přenášen pomocí vodivostních elektronů Této vazbě se říká RKKY (Ruderman-Kittel-Kasuya- Yosida ) a zajímavé je, že je periodická  toto preferuje antiferromagnetické uspořádání

Výsledky naší práce

Výsledky Dy 2 RhIn 8 Zdroj Síla a směr magnetického pole zdroje

Výsledky Dy 2 RhIn 8

Výsledky Tb 2 RhIn 8

Výsledky Ho 2 RhIn 8

Vyhodnocení Zjištění přechodů z paramagnetického stavu do antiferromagnetického stavu Při aplikaci vnějšího magnetického pole pozorujeme metamagnetický přechod do jiného antiferromagnetického uspořádání Díky detailnímu měření jsme mohli zkonstruovat magnetický fázové diagramy

Fázový diagram

Možnosti dalšího výzkumu Zjištění magnetické struktury fází AF1 a AF2  nutnost měření na neutronovém zdroji či synchrotronu Vypěstovat nemagnetické analogické krystaly (La 2 RhIn 8 ; Y 2 RhIn 8 )  pomocí nich detailněji analyzovat měrné teplo

Co jsme se naučili?

Růst krystralů z přesyceného roztoku Nádoba Teplota Počáteční navážka (R, In, Rh) Indium Zbytek prvků se rozpouští Roztok je přesycen Začínají se objevovat krystaly Krystaly jsou hotové

Analýza čistoty krystalu na elektronovém mikroskopu Analýza probíhá rychle (na rozdíl od měření na PPMS)Analýza probíhá rychle (na rozdíl od měření na PPMS) Zajímavým prvkem mikroskopu je Joyball – interaktivní vstupní zařízeníZajímavým prvkem mikroskopu je Joyball – interaktivní vstupní zařízení Při neopatrném manipulování s platy hrozí ztráta vzorků (které jsou obvykle dost drahé)Při neopatrném manipulování s platy hrozí ztráta vzorků (které jsou obvykle dost drahé) Viděli jsme vzorky zvětšené 1263xViděli jsme vzorky zvětšené 1263x

Analýza symetrie monokrystalů pomocí Laueho difrakce Tuto metodu vymyslel Max von Laue, německý nositel Nobelovy ceny Spočívá v bombardování krystalu rentgenovými paprsky Podle síly a úhlů odrazu odražených paprsků můžeme vytvořit 3D model pozic všech atomů v krystalu

Analýza symetrie monokrystalů pomocí Laueho difrakce Viděli jsme RTG záření (ve formě fluorescence na stínítku) Krystal Zdroj paprsků Detektor dopadajících paprskůDetektor dopadajících paprsků Paprsky

Měření měrného tepla na PPMS Během umisťování vzorků na puck je nutná opatrnost Samo měření je velmi zdlouhavé (2 dny na vzorek) Puck Logo společnosti Quantum Design, vyrábějící zařízení PPMS

Děkujeme za pozornost