U in metastable systems: structure, magnetism, superconductivity

Abstract

Název práce: U v metastabilních systémech: struktura, magnetismus a supravodivost Autor: Volodymyr Buturlim Katedra / Ústav: Katedra fyziky kondenzovaných látek Vedoucí doktorské práce: Doc. RNDr. Ladislav Havela, CSc. Abstrakt: Tato práce představuje studium slitin a hydridů U-Nb a U-Ti syntetizovaných různými technologickými postupy. Výzkum mikrostruktury slitin s různými koncentracemi Ti (Nb) umožnil najít optimální parametry pro udržení metastabilní bcc alotropní fáze uranu. Ultrarychlé chlazení doprovázené legováním vede ke stabilizaci materiálů s vysokým stupněm neupořádanosti na atomové úrovni, prokázané studiem transportních vlastností. Tyto slitiny vykazují slabě paramagnetický základní stav a nízkoteplotní supravodivost, která slabě závisí na koncentraci Ti (Nb) a vykazuje velmi vysoké hodnoty kritického magnetického pole. Interakce s vodíkem umožňuje stabilizovat dvě charakteristické formy hydridu: β-UH3 a UTi2Hx. β-UH3 legovaný Ti (Nb) se uspořádává feromagneticky s teplotami přechodu přesahujícími 170 K a slabě ovlivněnými koncentrací tranzitivních prvků. Vývoj hustoty elektronových stavů na Fermiho mezi byl sledován také studiem specifického tepla. Výsledky byly interpretovány v kontextu změn vzdáleností mezi atomy uranu. UTi2Hx reprezentuje kubickou Lavesovu fázi AB2, která se však v tomto...

Title: U in metastable systems: structure, magnetism, and superconductivity Author: Volodymyr Buturlim Department / Institute: Department of Condensed Matter Physics, Faculty of Mathematics and Physics, Charles University Supervisor of the doctoral thesis: Doc. RNDr. Ladislav Havela, CSc., Department of Condensed Matter Physics, Faculty of Mathematics and Physics, Charles University, Prague, The Czech Republic Abstract: This thesis presents studies of U-Nb and U-Ti alloys and hydrides synthesized via different technological paths. Investigation of the microstructure of the alloys with different concentrations of Ti (Nb) allowed to find the optimum setting for stabilization of the metastable bcc U allotrope. Ultra-fast cooling accompanied by alloying leads to retention of materials with high degree of atomic disorder apparent from the studies of their transport properties. The alloys exhibit a weakly paramagnetic ground state and low-temperature superconductivity, the critical temperature of which has only moderate variations with Ti (Nb) concentrations and which has very high upper critical fields. Interaction with hydrogen allows to stabilize two distinctive forms of hydride: β-UH3 and UTi2Hx. β-UH3 alloyed by Ti (Nb) orders ferromagnetically with transition temperatures exceeding 170 K, weakly influenced...