Estudo por difracção de neutrões do magnetismo de compostos intermetálicos de urânio

Abstract

Nesta dissertação é apresentado um estudo do magnetismo de alguns compostos intermetálicos de urânio, tendo como técnicas experimentais de base a difracção de neutrões e a difracção magnética ressonante de fotões. A título complementar, foram ainda realizadas medidas de magnetização, resistividade, susceptibilidade alterna e calor específico. A investigação realizada incidiu, em particular, na relação entre as propriedades magnéticas dos compostos de urânio e a interacção dos electrões f com os estados electrónicos dos ligandos. Apresentam-se nesta dissertação os resultados detalhados da investigação realizada nos seguintes compostos: URhAl, URuAl, U0.85Th0.15Sb e U5Sb4. O estudo por difracção de neutrões polarizados dos compostos isoestruturais URhAl e URuAl, que cristalizam na estrutura hexagonal não-centrossimétrica do ZrNiAl, mostra a existência de uma forte hibridação anisotrópica entre os electrões 5f e os electrões d dos átomos do metal de transição. É discutida a relação entre esta hibridação e a elevada anisotropia magnética uniaxial exibida por estes compostos. No estudo do composto U0.85Th0.15Sb foi posta em evidência a existência de uma nova estrutura magnética modulada a baixa temperatura. Um dos aspectos mais significativos deste estudo é o facto da estrutura magnética à superfície do material, tal como é vista pela difracção magnética ressonante de raios-X, diferir da estrutura magnética no interior do cristal. Os resultados obtidos sugerem a existência, à superfície, de uma sequência de planos de átomos magnéticamente ordenados alternando com planos de átomos paramagnéticos, situação que é observada pela primeira vez num composto de urânio. No composto U5Sb4, foi medida a densidade de magnetização na célula unitária, tendo em vista elucidar a relação entre as propriedades magnéticas e a coordenação peculiar dos átomos de urânio neste composto, onde existe uma distância U-U inferior ao limite de Hill.