Pressure-driven structural and magnetic transformations in 221 intermetallics

Abstract

Předmětem předkládané práce je studium magnetických vlastností napříč rodinou tetragonálních R2T2X intermetalik potenciálně vykazujících frustrovaný magnetismus, zejména se zaměřením na strukturní detaily na pozadí pozorovaných jevů. V rámci práce bylo úspěšně připraveno několik sloučenin ve formě vysoce kvalitních monokrystalických (La2Pd2In, Ce2Pd2In, Dy2Cu2In, Yb2Pt2Pb), případně polykrystalických (R2Cu2In, R = La, Ce, Tm, Lu) vzorků. Strukturní, magnetické, transportní a tepelné vlastnosti těchto materiálů byly detailně studovány pomocí objemových i mikroskopických metod s ohledem na vliv různých externích podmínek, přičemž důraz je kladen především na dopad tlakového působení. Z provedených experimentů je patrný silný vztah mezi magnetismem a strukturními aspekty. Důležitost vzájemného vlivu mezi magnetickou anizotropií a anizotropií krystalové mříže je podtržena porovnáním magnetických systémů a jejich nemagnetických analogů poskytujících vhled do vlastností čistě strukturního původu. Jako dodatečný efekt byla ve sloučeninách La2T2In (T = Pd, Cu) nalezena supravodivost. Magnetická anizotropie se ukázala být klíčovou pro magnetismus sloučeniny Dy2Cu2In. Stanovení magnetické struktury pomocí neutronové difrakce spolu s analýzou teplotní závislosti anizotropních konstant objasnilo nejasnosti o povaze...

The presented thesis is focused on the investigation of magnetic properties among the family of tetragonal R2T2X intermetallics potentially hosting frustrated magnetism, especially with respect to the role of underlying structural details. As a part of this work, several compounds were successfully prepared in the form of high-quality single-crystals (La2Pd2In, Ce2Pd2In, Dy2Cu2In, Yb2Pt2Pb), or eventually as polycrystals (R2Cu2In, R = La, Ce, Tm, Lu). Structural, magnetic, transport, and thermal properties of prepared samples were thoroughly studied by both bulk and microscopic methods under various external conditions with special emphasis on the pressure acting. The performed experiments allow to state about the strong relation between structural aspects and magnetism within the R2T2X family. The importance of the mutual influence between the lattice and magnetic anisotropy is underlined by the comparison of magnetic systems and their non- magnetic analogs studied to provide the background information. In addition, superconductivity was revealed in La2T2In (T = Pd, Cu) compounds. Magnetic anisotropy was found as an important ingredient in the magnetism of Dy2Cu2In. Determination of the magnetic structure by means of neutron diffraction together with the analysis of temperature dependence of the anisotropy...