May 27, 2019   9:20 a.m. Iveta
Academic information system

Summary of topics offered - Faculty of Materials Science and Technology in Trnava


Basic information

Type of work: Dissertation thesis
Topic: Kvantovo-mechanické modelovanie nových zlúčenín prechodných kovov a lantanoidov.
Title of topic in English: Quantum-mechanical modelling of novel compounds with transition metals and lanthanides
State of topic: approved (prof. Ing. Ľubomír Čaplovič, PhD. - Chairperson of Departmental Board)
Thesis supervisor: doc. Mgr. Mariana Derzsi, PhD.
Faculty: Faculty of Materials Science and Technology in Trnava
Supervising department: Institute of Materials - MTF
Max. no. of students: --
Academic year:2019/2020
Proposed by: doc. Mgr. Mariana Derzsi, PhD.
Annotation: Prechodné kovy a lantanoidy, majú vysoký a stále rastúci technologický význam. Spracovanie týchto prvkov vo forme zlúčenín alebo zliatin vedie k širokému spektru nových funkčných materiálov s jedinečnými fyzikálnymi a chemickými vlastnosťami vrátane elektrických, mechanických, magnetických a optických, ktoré je možné ďalej modifikovať. V dôsledku toho majú rôzne technologické aplikácie. Stali sa nevyhnutnými najmä v oblasti informačných technológií, ktoré diktujú tempo technologického pokroku našej doby. Sú kľúčovými komponentmi prakticky vo všetkých elektronických zariadeniach. Pokiaľ ide o nové zdroje energie a jej výrobu, sú intenzívne skúmané ako komponenty solárnych článkov s vysokou efektivitou konverzie alebo vysokoteplotných supravodičov. Charakteristickým znakom prechodných kovov a lantanoidov je to, že elektrónové, magnetické a štrukturálne stupne voľnosti sú navzájom prepojené. V dôsledku toho majú zlúčeniny týchto kovov vysoký potenciál stať sa multifunkčnými materiálmi. V rámci navrhovaného doktorandského projektu budú navrhnuté nové zlúčeniny prechodných kovov a lantanoidov. Napríklad jednofázové materiály v rámci tejto triedy zlúčenín môžu pôsobiť ako feromagnetický tak aj ako feroelektrický materiál a spriahnutie magnetických a elektrónových stupňov volnosti v princípe umožňuje prepínanie medzi týmito dvoma funkcionalitami. Hľadanie týchto multiferoických materiálov je motivované vyhliadkou na ovládanie elektrických nábojov aplikovanými magnetickými poľami a spinov aplikovanými elektrickými napätiami a ich využívaním na konštrukciu nových foriem multifunkčných zariadení. Hlavným cieľom bude predpoveď ich kryštálových štruktúr a pochopenie prepojenia elektrónových, magnetických a štrukturálnych stupňov voľnosti na atómovej úrovni. Projekt bude vykonaný pomocou teoretických kvantovo-mechanických DFT prístupov. Dizertačná práca bude vykonávaná v rámci projektu VEGA 1/0223/19 v spolupráci s medzinárodnými partnermi z Varšavskej univerzity, Poľskej akadémie vied, s Universita della Sapienza di Roma a ďalšími inštitútmi v tejto oblasti.
Annotation in English: Transition metals and lanthanides are of high and still growing technological and economic importance. Processing these elements in form of compounds or alloys leads to broad range of new functionalities and unique physical and chemical properties, including electrical, mechanical, magnetic, and optical ones that can be further modified. In consequence they have diverse applications that touch many aspects of modern life and culture. They have become indispensable especially in information technologies that dictate the pace of technological progress of our times. They are key components in practically all electronic devices. Concerning the new energy sources and generation, they are intensively researched as components in high-conversion-efficiency solar cells or high-temperature superconductors. The hallmark of the transition metals and lanthanides is that electronic, magnetic and structural degrees of freedom are interrelated in their compounds. Therefore, they have high potential to become the multifunctional materials of the future. The search for these materials [3] is driven by the prospect of controlling charges by applied magnetic fields and spins by applied voltages and using this to construct new forms of multifunctional devices. Additionally, carrying information in both the charge and spin of an electron potentially offers new spintronic devices with yet other great diversity of functionality. The main goal of the PhD thesis is to predict crystal structures of such new compound and gain in-depth understanding of the coupling of its electronic, magnetic and structural degrees of freedom on atomic scale. The project will be carried out using quantum-mechanical DFT methods. The PhD theses will be done within the scientific project VEGA 1/0223/19 in cooperation with international partners from The University of Warsaw, Polish Academy of Sciences and other institutions in the field.



Limitations of the topic

To sign up for a topic it is necessary to fulfil one of the following restrictions

Limit to study programme
The table shows limitations of study programme, field, track the student has to be enrolled in to be able to register for a given topic.

ProgrammeTrackTrack
D-PMMD Advanced Materials and Material Design -- not entered -- -- not entered --