U-based thin films: electronic structure and physical properties

Abstract

Název práce: Tenké vrstvy na bázi uranu: elektronová struktura a fyzikální vlastnosti Autor: Oleksandra Koloskova Katedra / Ústav: Katedra fyziky kondenzovaných látek Vedoucí doktorské práce: Doc. RNDr. Ladislav Havela, CSc. Abstrakt: Tato práce se zabývá studiem tenkých vrstev na bázi uranu deponovaných pomocí DC naprašování, které umožňuje změny v kompozici a mikrostruktuře a zkoumání pomocí fotoelektronové spektroskopie. Předmětem studia jsou slitiny U-Mo a U-Zr, uranové hydridy (UH3 and UH2) a uranové hydridy se substitucí Zr/Mo. Nejprve byla provedena in-situ analýza a poté ex-situ analýzy struktury a magnetických a transportních vlastností. Navzdory supravodivému stavu U-T slitin, pouze jeden film (U0.92Mo0.08) supravodivost vykazuje, a to s přechodem při teplotě 0,55 K. Všechny hydridy jsou ferromagnetické, přičemž jejich Curieovy teploty se pohybují kolem 120 K pro UH2 a 170 K pro α- a β-UH3. Tento ferromagnetismus je robustní a nezávislý na strukturních detailech. Variací parametrů naprašování můžeme získat UH2 (který se v bulku nevyskytuje), β-UH3, nebo koexistenci UH2 and α-UH3. Inkluze atomů vodíku drasticky ovlivňuje vlastnosti. Konkrétně mění paramagnetické slitiny na ferromagnetické hydridy, a pro feromagnetismus je zde velmi důležitá U-H polární vazba. Pásově ferromagnetická povaha UH3 byla...

Title: U-based thin films: electronic structure and physical properties Author: Oleksandra Koloskova 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-based thin films synthesized by means of the DC sputter deposition, which allows to vary the composition and microstructure and perform in photoelectron spectroscopy studies. The subjects are U-Mo and U-Zr alloys, Uranium hydrides (UH3 and UH2), and U hydrides with Zr/Mo substitution. In-situ analysis was followed by ex-situ studies of structure, magnetic and transport properties. Despite the superconducting ground state of the U-T alloys, only one film (U0.92Mo0.08) exhibited superconductivity, with the transition at 0.55 K. All hydrides are ferromagnetic, with Curie temperatures around 120 K for UH2 and 170 K for both α- and β-UH3. This ferromagnetism is robust and independent of structural details. By varying sputtering parameters, one can obtain UH2 (nonexistent in bulk form), β-UH3, or a mix of UH2 and α-UH3 (first observed in film form). Inclusion of...