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.
Effect of defects, pressure and chemical composition on quantum tunneling of vibrational excitations in thermal properties of selected materials
Supervisor: Prof. Andrzej Jeżowski, Auxiliary supervisor: dr Daria Szewczyk
The proposed thesis aims identify the possible effect of defects, pressure and chemical composition on diffusional thermal conductivity. The research is based on developing a comprehensive experimental-theoretical universal approach to describe the thermal conductivity κ(T) of solids, based on the multilateral verification of the concepts and predictions of the recently introduced theory of thermal conductivity [Simoncelli-Marzari-Mauri, Nature Physics (2019) https://doi.org/10.1038/s41567-019-0520-x]. With original methods it is expected to find manifestations of quantum tunneling in thermal conductivity according to experimental data. The methodology includes a) the study of isochoric thermal conductivity of disordered molecular crystals, amorphous materials and composites; b) measuring the isobaric thermal conductivity coefficient of highly anisotropic molecular crystals; c) analysis and systematization of literature data with subsequent computer processing on the temperature dependences of the thermal conductivity of complex crystals and amorphous materials. Additional topic targeted in the thesis will be demonstration of the correlation between the boson peak frequency and thermal conductivity of selected systems. Combination of studies on thermal conductivity and heat capacity should result in obtaining universal mutual dependencies.