Variations of actinide magnetism in uranium-based hydrides and other selected systems

Abstract

Magnetismus aktinoidů byl studován ve třech rozličných typech systémů. Vývoj magnetických vlastností hydridů sloučenin UTGe v závislosti na koncentraci vodíku prokazuje, že dopování intermetalik uranu intersticiálním vodíkem vede k výraznějším magnetickým vlastnostem, které jsou primárně důsledkem vyšších meziuranových vzdáleností. $UFe_{2+x}$ filmy, připravené naprašováním, jsou sice odvozeny z Lavesovy fáze $UFe_{2}$ , avšak jejich struktura je amorfní. Jejich Curieova teplota vzrůstá (nad 400 K) s nadbytkem $Fe$, což není možno dosáhnout v masivních vzorcích. Lze to chápat jako potvrzení dominantní role 3d magnetismu Fe. Běžně slabě magnetické plutonium bylo studováno ve formě slitiny, tzv. ζ-fáze, existující mezi 35 a 70 % U v Pu. Suceptibilita této fáze je ve srovnání s fázemi čistého Pu vyšší, i když se nevytvářejí lokální magnetické momenty. To prokazuje, že objem není primární řídící parametr, ovlivňující situaci okolo Fermiho meze ve fázích plutonia.

Actinide magnetism was studied in three different types of systems. Variations of magnetic properties of UTGe hydrides as a function of hydrogen concentration prove that doping of U intermetallics by interstitial hydrogen leads to stronger magnetic properties, primarily caused by an increase of the inter-uranium separation. Sputter-deposited $UFe_{2+x}$ films, which are derived from the $UFe_{2}$ Laves phase but have an amorphous structure, exhibit an increase of the Curie temperature (to more than 400 K) with the Fe excess, which could not be achieved in the bulk. This is understood as a result of the prominent role of the 3d magnetism of Fe. Notoriously weakly magnetic plutonium was studied in the form of the alloy in the ζ-phase, which exists between 35 and 70 % U in Pu. Its susceptibility increases in a comparison to pure Pu phases, but local magnetic moments are not formed. It proves that the volume is not the primary control parameter affecting the situation around the Fermi level of Pu phases.

Magnetyzm aktynowców był badanych w trzech różnych systemach. Właściwości magnetyczne wodorków związków UTGe badane w funkcji koncentracji wodoru pokazują, że wprowadzenie wodoru do sieci krystalicznej międzymetalicznych związków z U prowadzi do ich modyfikacji, wywołanej wzrostem odległości między atomami uranu. Cienkie warstwy $UFe_{2+x}$ otrzymane metodą rozpylania katodowego, wywodzące się z faz Lavesa ($UFe_{2}$) mają strukturę amorficzną i wykazują wzrost temperatury Curie (nawet powyżej 400 K) wraz ze wzrostem koncentracji $Fe$. W tym przypadku istotną rolę pełni 3d magnetyzm elektronów $Fe$. Magnetyzm plutonu był badany w stopach z uranem w fazie która występuję pomiędzy 35 i 70 % U w Pu. Poddatność magnetyczna stopów wzrasta, w porównaniu z Pu, ale lokalne momenty magnetyczne nie są formowane. To dowodzi, że objętość nie jest podstawowych parametrem kontrolnym, który może wpłynąć na gęstość stanów na poziomie Fermiego fazy Pu.