Ułatwienia dostępu

Skip to main content

O Instytucie

Egzotyczne stany podstawowe silnie anizotropowych związków międzymetalicznych uranu U3TGe5 oraz UT1-xGe2 (gdzie T oznacza pierwiastek przejściowy z bloku d)

01 styczeń 2021
Egzotyczne stany podstawowe silnie anizotropowych związków międzymetalicznych uranu U3TGe5 oraz UT1-xGe2 (gdzie T oznacza pierwiastek przejściowy z bloku d)

Typ projektu: NAWA PHC Polonium

Kierownik projektu po stronie PL: dr hab. Adam Pikul

Kierownik projektu po stronie FR:  dr hab. Mathieu Pasturel  (Institut des Sciences Chimiques de Rennes [UMR CNRS]

Numer projektu: PPN/BFR/2020/1/00022

Wartość projektu:  24 800 PLN

Opis projektu:

Celem niniejszego projektu jest szczegółowa charakteryzacja i określenie stanów podstawowych wybranych międzymetalicznych związków uranu z rodziny U3TGe5 oraz UT1–xGe2 (gdzie T oznacza pierwiastek przejściowy z bloku d). Związki te zostały stosunkowo niedawno odkryte i wstępnie zbadane przez chemików z Rennes pod kątem struktury krystalicznej, a przez fizyków z Wrocławia – pod kątem właściwości termodynamicznych i transportowych. W grupie faz 3:1:5 były to związki z T = Ti, V, Cr, Mn, Zr, Nb, Mo, Hf, Ta i W, a w rodzinie faz 1:(1–x):2 były to: URu0.29Ge2, UOs0.25Ge2, UNi0.45Ge2 i UFe0.45Ge2. Badania strukturalne pokazały, że związki U3TGe5 krystalizują w strukturze typu anty-CuHf5Sn3 – odwróconej i uporządkowanej odmianie struktury Ti5Ge4 [Moussa i in., J. Solid State Chem. 277, 260 (2019)], w której krystalizują takie związki jak U5Sb4, U5Sn4 i U5Ge4, a także rodzina związków U3TSb5. Związki UT1–xGe2 krystalizują natomiast w dwóch typach struktur będących różnymi odmianami struktury związku UGe2 (pierwszego na świecie nadprzewodzącego ferromagnetyka), czyli struktury rombowej typu ZrGa2 [Oikawa i in., J. Phys. Soc. Jpn . 65, 3229 (1996); Boulet i in., J. Alloys Compd. 247, 104 (1997)]. W przypadku związków z Ru i Os ma ona postać struktury jednoskośnej nowego typu [Pasturel i in., Intermetallics 95, 19 (2018)], a w przypadku związków z Ni i Fe jest to struktura rombowa typu CeNiSi2 [L. G. Aksel’rud (1995); Molčanová i in., Acta Phys. Pol. A, 131, 994 (2017); M. Henriques i in. J. Alloys Compd. 639, 224 (2015)]. Cechą wspólną obu rodzin związków jest występowanie w ich strukturze krystalicznej nieskończenie długich łańcuchów atomów uranu (tzw. zig-zag chains) najprawdopodobniej posiadających zlokalizowane momenty magnetyczne, i w których odległości między atomami uranu wynoszą około 0,35 nm. Znaczące podobieństwo struktur krystalicznych U3TGe5 oraz UT1–xGe2 do struktur opisanych poniżej i niesłychanie ciekawych niekonwencjonalnych nadprzewodników UGe2, URhGe, UCoGe i UTe2 budzi nadzieję na odkrycie równie interesujących stanów podstawowych w związkach U3TGe5 oraz UT1–xGe2. Autorzy niniejszego projektu oczekują przede wszystkim zaobserwowania w nich złożonej struktury magnetycznej, wyjątkowo silnej anizotropii magnetokrystalicznej, a w przypadku związków UT1–xGe2 również zjawisk, których podłożem jest nieporządek strukturalny (np. słabej lokalizacji). Ponadto istnieją przesłanki, że pod wpływem ciśnienia niektóre związki z obu grup mogą zostać przeprowadzone przez kwantowy punkt krytyczny oraz przechodzić w stan nadprzewodzący. Nie do pominięcia jest również możliwość zbadania w tych związkach stosunkowo nowego zjawiska, jakim jest dualny charakter elektronów 5f [Troć i in., Phys. Rev. B 86, 224403 (2012)].


unia flaga