Temat: Wpływ zaburzenia symetrii sferycznej na własności fizyczne metalicznych ukła­dów f-elektronowych

Opiekun: Prof. nadzw. dr hab. Zbigniew Gajek (Oddział Magnetyków)

Kontakt: tel. 71 395 4192, email:

Metaliczne układy f-elektronowe to bardzo różnorodna, niezwykle bogata pod względem własności fizycznych grupa związków. Bliskość energii quasi-zlokalizowanych elektronów f oraz elektronów przewodnictwa sprawia, że czynniki zewnętrzne, takie jak ciśnienie, temperatura, rozcieńczenie chemiczne, pole elektryczne czy nawet pole magnetyczne prowadzą do zaskakujących odpowiedzi układu. To w tych związkach zaobserwowano anomalne właściwości magnetyczne, nowego typu nadprzewodnictwo o elektronowym mechanizmie i innych niż s symetriach parowania, bogactwo przejść fazowych, różnego rodzaju uporządkowania zarówno magnetyczne jak i ładunkowe. Związki te to prawdziwe laboratorium fizyki XXI wieku i mimo wielu już lat badań wciąż największe wyzwanie dla fizyków ciała stałego.

Symetria i oddziaływanie otoczenia atomu f-elektronowego w krysztale jest kluczowym czynnikiem wpływającym na obserwowane własności. Zebranie dość rozproszonej i w zasadzie nieusystematyzowanej literatury dotyczącej tego zagadnienia będzie punktem wyjścia. Dalsze etapy będą zależeć od wyboru charakteru pracy. W wersji bliższej eksperymentowi będzie to wstępna interpretacja pola krystalicznego na podstawie wcześniej otrzymanych w Instytucie wyników pomiarów dla wybranych serii f-elektronowych związków międzymetalicznych, zaprojektowanie ewentualnych badań uzupełniających, weryfikacja uproszczonych modeli fenomenologicznych, systematyka otrzymanych wyników. W wersji z silniejszymi akcentami teoretycznymi podstawą pracy będą obliczenia struktury elektronowej z zasad pierwszych, celem zaś wskazanie na ich podstawie i przetestowanie w oparciu o istniejące dane doświadczalne efektywnych modeli uproszczonych. W obydwu przypadkach doktorant będzie miał do dyspozycji szereg gotowych programów komputerowych w wersji źródłowej, które będzie mógł przystosowywać do własnych potrzeb.

Proponowany temat jest bardzo pojemny i od inwencji doktoranta będzie zależał ostateczny kształt pracy. Zasygnalizowane wyżej ścieżki metodologiczne należy traktować jako wskazówki, a nie ograniczenie.