Rozprawy doktorskie
Wpływ modyfikacji składu na właściwości strukturalne, magnetyczne i magnetokaloryczne roztworów stałych typu R(Ni1-xAlx)2, gdzie R- wybrane metale pierwiastków ziem rzadkich.
Promotor: dr hab. Jacek Ćwik
Wodór szybko staje się preferowanym rodzajem paliwa, jednak jego skroplenie przy użyciu dzisiejszej technologii sprężania par jest energochłonne i kosztowne. Chłodzenie magnetyczne oparte na efekcie magnetokalorycznym (MCE) jest energooszczędną i przyjazną dla środowiska alternatywą, ale kluczowe znaczenie dla jego powodzenia ma udoskonalenie czynników chłodniczych. Metoda chłodzenia magnetycznego może być stosowana w szerokim zakresie temperatur, od bardzo niskich do kilkuset stopni Kelvina. Idealny magnetyczny czynnik chłodniczy powinien wykazywać odpowiednio wysokie właściwości magnetokaloryczne w całym zakresie temperatur roboczych systemu. Proponowana praca doktorska będzie obejmowała średnio oraz wysokopolowe badania magnetyczne, międzymetalicznych połączeń lantanowców o strukturze faz Lavesa, tj. R(Ni1-xAlx)2 (gdzie R – wybrane lantanowce oraz 0,0 ≤ x ≤ 1,0) mające na celu zaproponowanie wielowarstwowego magnetycznego materiału magnetokalorycznego do zastosowań w technice kriogenicznej. Wybrane związki wyjściowe będące bazą dla proponowanych roztworów stałych wykazują magnetyczne przejścia fazowe drugiego rzędu i cechują się dużymi odwracalnymi wartościami efektu magnetokalorycznego w zakresie temperatur kriogenicznych ze względu na szczególne właściwości związane z wysokimi zlokalizowanymi momentami magnetycznymi pochodzącymi z niekompletnie wypełnionej powłoki 4f-elektronowej atomów ziem rzadkich, podczas gdy wybrane atomy Ni oraz Al w tych związkach pozostają w stanie niemagnetycznym. Przeprowadzone badania pozwolą na zaproponowanie magnetycznych czynników chłodniczych, które będą mogły znaleźć zastosowanie w materiałach wielowarstwowych cechujących się odpowiednio wysoką stałą wartością MCE w szerokim zakresie temperaturowym.
Wpływ defektów strukturalnych, ciśnienia oraz składu chemicznego na kwantowe tunelowanie wzbudzeń wibracyjnych we własnościach cieplnych wybranych materiałów
Promotor: Prof. Andrzej Jeżowski, Promotor pomocniczy: dr Daria Szewczyk
Celem rozprawy doktorskiej jest identyfikacja i ilościowy opis wpływu defektów strukturalnych, ciśnienia zewnętrznego oraz składu chemicznego na mechanizmy transportu ciepła w wybranych materiałach, ze szczególnym uwzględnieniem roli kwantowego tunelowania wzbudzeń drgań. Praca koncentruje się na dyfuzyjnym przewodnictwie cieplnym w ciałach stałych o różnym stopniu uporządkowania, takich jak nieuporządkowane kryształy molekularne, materiały amorficzne, kompozyty oraz kryształy silnie anizotropowe. Badania mają na celu rozwinięcie uniwersalnego podejścia eksperymentalno teoretycznego do opisu temperaturowej zależności współczynnika przewodnictwa cieplnego κ(T), opartego na weryfikacji nowoczesnej teorii przewodnictwa cieplnego zaproponowanej przez Simoncellego, Marzariego i Mauriego. Istotnym elementem rozprawy będzie poszukiwanie eksperymentalnych przejawów kwantowego tunelowania w przewodnictwie cieplnym, w szczególności w niskich temperaturach. Metodologia obejmuje badania izochorycznego i izobarycznego przewodnictwa cieplnego oraz analizę danych literaturowych. Dodatkowym celem będzie wykazanie korelacji pomiędzy pikiem bozonowym, przewodnictwem cieplnym i pojemnością cieplną.