5f magnetism in hydrides on the basis of gamma-U alloys
Project goals
Uranium hydride UH3 deteriorates properties of the U metal in applications, but also leads to ferromagnetism. Expansion of the crystal lattice of U by H allows the formation of magnetic moments around 1 Bohr magneton, which order at relatively high (and not well understood) Tc around 170 K. We found that if U alloys, which preserve the bcc structure of U, are used, H absorption can be achieved at high pressures. For U-Mo alloys it leads to amorphous material, which can have even higher Tc, and has a monolithic form. This opens opportunities for experimental studies difficult for powders. The project intends to explore systematically structure, magnetic, and transport properties of hydrides based on gamma-U alloys (U-Mo,Zr..), the form of bulk, ultrafast cooled splats, and sputter deposited films. Properties as specific heat, Hall effect, thermopower will elucidate electronic structure of UH3 and its derivatives. Fully relativistic ab-initio computations will be used to confront experimental data. Validity of DLM method will be tested.
Keywords
Public support
Provider
Czech Science Foundation
Programme
Standard projects
Call for proposals
Standardní projekty 19 (SGA0201500001)
Main participants
Univerzita Karlova / Matematicko-fyzikální fakulta
Contest type
VS - Public tender
Contract ID
15-01100S
Alternative language
Project name in Czech
5f magnetismus v hydridech na bázi slitin gama-U
Annotation in Czech
Vznik hydridu uranu UH3 degraduje užitné vlastnosti kovového uranu. Vede však také k feromagnetismu. Expanze krystalové mříže uranu vodíkem vede k formování magnetických momentů cca 1 Bohrova magnetonu, které se uspořádávají při relativně vysoké (a nepříliš dobře chápané) teplotě okolo 170 K. Zjistili jsme, že když jsou použity slitiny, které zachovávají bcc strukturu U, absorbce H lze dosáhnout za vysokých tlaků. Pro slitiny U-Mo tak vzniká amorfní materiál, který může mít Tc ještě vyšší, a zachovává si monolitickou formu. To otvírá možnosti využít experimentálních metod, pro které jsou běžné prášky nevhodné. Projekt systematicky prozkoumá strukturní, magnetické a transportní vlastnosti hydridů na bázi slitin gama-U (U-Mo,Zr..), a to ve formě bulku, ultrarychle chlazených splatů a naprašovaných vrstev. Vlastnosti jako měrné teplo, Hallův jev, termosíla přispějí k objasnění elektronové struktury UH3 a jeho derivátů. Plně relativistické prvoprincipové výpočty budou využiti v konfrontaci s experimentálními daty. Bude testována relevance metody DLM.
Scientific branches
Completed project evaluation
Provider evaluation
U - Uspěl podle zadání (s publikovanými či patentovanými výsledky atd.)
Project results evaluation
The project succeeded in its goals to characterize the magnetic and electronic properties of a new family of uranium hydrides and their precursors - uranium alloys with selected transition metals. The results have potential applications in nuclear technology. The high publication output consists of 12 papers that appeared so far. Several students got an opportunity to perform research work.
Solution timeline
Realization period - beginning
Jan 1, 2015
Realization period - end
Dec 31, 2017
Project status
U - Finished project
Latest support payment
Apr 11, 2017
Data delivery to CEP
Confidentiality
S - Úplné a pravdivé údaje o projektu nepodléhají ochraně podle zvláštních právních předpisů
Data delivery code
CEP18-GA0-GA-U/02:1
Data delivery date
May 4, 2018
Finance
Total approved costs
6,620 thou. CZK
Public financial support
6,620 thou. CZK
Other public sources
0 thou. CZK
Non public and foreign sources
0 thou. CZK
Basic information
Recognised costs
6 620 CZK thou.
Public support
6 620 CZK thou.
100%
Provider
Czech Science Foundation
CEP
BM - Solid-state physics and magnetism
Solution period
01. 01. 2015 - 31. 12. 2017