Vývoj krystalové struktury sloučenin R 2 TX 8

1. Vývoj krystalové struktury sloučenin R2TX8 František Blachowicz Vojtěch Šamla Evropský sociální fond Praha & EU: Investujeme do vaší budoucnosti

2. O co jde? • Sloučeniny R – vzácné zeminy, T – tranzitivního kovu a X – India nebo Galia • Skupina sloučenin uspořádávajících se do struktury v poměru RmTnX3m+2n • Náš výzkum: sloučeniny s m=2 a n=1 • Tetragonální krystalová struktura • Buňka jejich krystalové mřížky je složena z n TX2 bloků oddělených m RX3 vrstvami

3. Proč studujeme právě tyto sloučeniny? • Výskyt nekonvenční supravodivosti a dalších zajímavých fyzikálních vlastností • Nekonvenční supravodivost byla nejprve pozorována u hrstky sloučenin jako CeCu2Si2 a několik na bázi U, dokud nebyla objevena u sloučenin RTX • To vedlo k výzkumu příbuzných sloučenin RTX5, R2TX8 a nejnověji RT5X2

4. Sloučeniny RmTnX3m+2n R – vzácná zemina nebo aktinoid T – tranzitivní kov X – Indium nebo Galium RmTnX3m+2n  RX3neboRTX5neboR2TX8 CeCoIn5 Ce2PdIn8 PuCoGa5 PuRhGa5 RX3 struktura

5. RmTnX3m+2n RX3 RX3 TX2

6. RTX5 HoCoGa5 structure RTX5 P 4/m m m No. 123 Atomic positions:

7. R2TX8 Ho2CoGa8 structure R2TX8 P 4/m m m No. 123 Atomic positions:

8. Celková krystalická struktura

9. Krystalová struktura R2TX8

10. Mřížové parametry • Jedná se o konstantní vzdálenost mezi buňkami v krystalové mřížce • a, b, c (x,y,z) • 1 Å = 0,1 nm neboli 10-10m. Nejedná se o jednotku SI.

11. Proč studujeme jejich krystalickou strukturu? • Na její vlastnosti je vázán výskyt zajímavých fyzikálních vlastností (nekonvenční supravodivost) • Byla objevena lineární závislost mezi poměrem mřížových parametrů a řadou fyzikáních vlastností. • Pro získání různých mřížových parametrů zkoumáme široké spektrum těchto sloučenin.

12. Jak probíhá naše práce • Příprava vzorků • Zkoumání krystalové mřížky pomocí rentgenové difrakce • Vyhodnocení dat z RTG difrakce v programu FullProf • Studium fyzikálních vlastností

13. Příprava vzorků • Navážení potřebných prvků • Stavení v obloukové peci • Argonová atmosféra • Příp. několikanásobné přetavení • Žíhání • Dlouhodobé vystavení látky teplotě dostatečně vysoké, nedosahující však teploty tání • Potlačení nežádoucích fází • Zdokonalení krystalické struktury

15. Příprava vzorků • Navážení potřebných prvků • Stavení v obloukové peci • Argonová atmosféra • Příp. několikanásobné přetavení • Žíhání • Dlouhodobé vystavení látky teplotě dostatečně vysoké, nedosahující však teploty tání • Potlačení nežádoucích fází • Zdokonalení krystalické struktury

19. Příprava vzorků • Navážení potřebných prvků • Stavení v obloukové peci • Argonová atmosféra • Příp. několikanásobné přetavení • Žíhání • Dlouhodobé vystavení látky teplotě dostatečně vysoké, nedosahující však teploty tání • Potlačení nežádoucích fází • Zdokonalení krystalické struktury

22. Zkoumání krystalové mřížky pomocí rentgenové difrakce • Používáme práškovou RTG difrakci • Nejprve je potřeba vzorek rozdrtit na prach • Práškový vzorek analyzujeme v difraktometru

27. Vyhodnocení dat z RTG difrakce v programu FullProf • Pozice peaků je dána Braggovým zákonem: 2d sin(θ)=λ • d – mezirovinná vzdálenost • θ – úhel rozptylu • λ – vlnová délka záření • získání mřížových parametrů

28. Intenzita peaků • F – strukturní faktor • f – atomový rozptylový faktor • q – rozptylový vektor (vektorový rozdíl dopadajícího a rozptýleného záření) • R – pozice atomů v buňce • získání pozic atomů

31. Preferenční orientace • f – míra preferenční orientace • α – úhel roviny hkl s osou preferenční orientace • Pozorováno u YPd5Al2 • Prášková difrakce předpokládá náhodnou orientaci zrn • Zde jsou částice prášku jsou orientovány přednostně jedním směrem (destičky, jehličky)

32. (0,0,6) (0,0,4) (0,0,8) (0,0,2) (0,0, ) (0,0, ) (0,0, )

33. Studium fyzikálních vlastností

34. Plány do budoucna • Pokračování v přípravě vzorků (NdY)2CoIn8 • Charakterizace jejich struktury • Měření fyzikálních vlastností

35. KONEC Děkujeme za pozornost