PF

doc. RNDr. Alžbeta Orendáčová, DrSc.   EN

Email:
alzbeta.orendacova@upjs.sk
Homepage:
https://www.upjs.sk/PF/zamestnanec/alzbeta.orendacova
Fakulta:
PF UPJŠ - Univerzita Pavla Jozefa Šafárika v Košiciach, Prírodovedecká fakulta
Pracovisko:
ÚFV - Ústav fyzikálnych vied
Miestnosť:
SA0O21C
Telefón:
+421 55 234 2280,2282
ORCID iD:
https://orcid.org/0000-0002-5729-1991
Oblasť výskumu: (experimentálne) štúdium amorfných polovodičov na báze As2S3 pri nízkych teplotách. Interpretácia experimentálnych dát tepelnej kapacity z pohľadu modelu fraktónových excitácií. Fraktóny v kvázičasticovom formalizme zodpovedajú vibráciam fraktálov - náhodných zhlukov atómov-klastrov, ktoré sú charakteristické pre štruktúru amorfných materiálov.
Ďalšou oblasťou záujmu sú (kvázi)nízkorozmerné magnetické materiály a ich mriežkový podsystém. Zaoberáme sa nasledovnými materiálmi:
  • Heisenbergovské reťazce so spinom 1 (na báze iónu niklu) kde skúmame vplyv kryštálového poľa na základný stav zahŕňajúci tzv. large-D systémy (napr. NENC), Haldanove systémy (NENP) a XY systémy (CsNiF3).
  • Isingovské reťazce a roviny s efektívnym spinom 1/2 na báze iónov vzácnych zemín (AR(MoO4)2, A=Cs,K, R=Dy, Gd, Lu, Er) kde vyšetrujeme vplyv dipólovej interakcie, kryštálového poľa a mriežkových vibrácií na stav nízkorozmerného magnetického systému. Ako prví sme na systéme KEr(MoO4)2 ukázali možnosť aplikácie veľkého rotačného kryo magneto-kalorického javu bez potreby fázového prechodu.
  • metaloorganické siete (MOF) –silne porézne materiály na báze prechodového kovu
  • Heisenbergovské dvojrozmerné systémy s priestorovo anizotrópnou štvorcovou mriežkou a spinom 1/2. V takýchto mriežkach má centrálny spin štyroch najbližších susedov s ktorými môže interagovať nasledovne:
    1. s rovnako silnou výmennou interakciou J (štvorcová mriežka)
    2. s dvoma susedmi oproti interaguje cez J a s ďalšímí dvoma oproti cez J’ (dvojrozmerný súbor viazaných reťazcov=obdĺžniková mriežka)
    3. s dvoma priľahlými susedmi interaguje cez J a s ďalšímí dvoma priľahlými susedmi cez J’ (dvojrozmerný súbor viazaných cik-cak reťazcov = cik-cak štvorcová mriežka, dvojrozmerný súbor viazaných tetramérov,….)
    4. s jedným susedom interaguje cez J a ďalšími troma cez J’ (rôznym spôsobom dimerizovaná štvorcová mriežka)

    Rotáciou základných klastrov (2J’+2J, J’+3J, J+3J’) je možné dostať veľký počet dvojrozmerných mriežok, ktoré sa navzájom líšia charakterom základného stavu (usporiadaný kolineárny Néelov stav, S=0 nemagnetický stav) a vlastnosťami pri konečných teplotách. Výskum takýchto priestorovo anizotrópnych mriežok nemá dlhú tradíciu, keďže z teoretického hľadiska donedávna bolo náročné robiť výpočty na veľkých mriežkach, aby sa vylúčil vplyv “finite size effects”. Z experimentálneho hľadiska sa prvé systémy objavujú tiež pomerne neskoro, keďže chýbajúce teoretické predpovede a obtiažnosť pripraviť kvalitné a dostatočne rozmerné monokryštály neumožňovali robiť presnejšiu identifikáciu systému. V tomto smere sú veľmi nápomocné výpočty z prvých princípov, ktoré na základe znalosti kryštálovej štruktúry umožnia výpočet interakčných konštánt Ji okolo centrálneho atómu. Takýmto zložitým procesom poplatným uvedeným možnostiam prechádzalo aj naše štúdium zlúčeniny Cu(en)(H2O) 2SO4 (CUEN), (en=C2H8N2)ktorá bola na začiatku identifikovaná ako realizácia priestorovo anizotrópnej trojuholníkovej mriežky v kolineárnej Néelovej fáze, ktorá nesie spoločné črty so štvorcovou mriežkou [1]. Následné štúdium elektrónovej paramagnetickej rezonancie vyvrátilo túto domnienku a poukázalo na existenciu štvorcovej mriežky a dôležitosť dipólovej interakcie, ktorá je pravdepodobne zodpovedná za interakciu medzi magnetickými rovinami a ich následné 3d usporiadanie pri teplote 0.9 K [2]. Až výpočty z prvých princípov ukázali, že CUEN je prvou realizáciou cik-cak štvorcovej mriežky, čo potvrdili aj analýzy termodynamických dát v rámci uvedeného modelu, pričom teoretické predpovede boli numericky vypočítané metódou kvantového Monte Carlo pre mriežky 120x120 spinov [3]. V tejto práci sme okrem iného ukázali, že aj v takejto mriežke magnetické pole indukuje kvantové spinové víry a s tým súvisiaci Berezinskii-Kosterlitz-Thoulessov (BKT) fázový prechod teoreticky predpovedaný pre ideálnu štvorcovú mriežku. V súvislosti s vírmi, BKT prechod je pozorovaný aj v supravodičoch v magnetickom poli a supratekutom héliu v neinerciálnej sústave. Najnovšie teoretické práce ukazujú, že CUEN je vhodný systém na pozorovanie spinového Nernstovho efektu. Navyše, zámenou skupiny H2O za en vzniká zlúčenina Cu(en) 2SO4, ktorá sa vyznačuje silne dimerizovanou štvorcovou mriežkou, ktorej spinový podsystém prechádza do usporiadaného stavu až v magnetických poliach nad 7 T.
    Na príklade analýzy exp. dát CuenCl2 vypracovali postup ako je možné napriek silnému vplyvu medzirovinných interakcií pri aplikácii magnetických polí vyšších ako je saturačné pole vyextrahovať informáciu o nízkorozmernom magnetizme ak je k dispozícii dostatok teoretických predpovedí [4].
    Navyše bolo zistené, že heisenbergovské modely na cik-cak štvorcovej mriežke a obdĺžnikovej mriežke sú rovnocenné tak v základnom stave ako aj pri konečných teplotách, v nulovom aj v nenulovom magnetickom poli. Preto táto ekvivalencia neumožní rozlíšiť o aký reálny systém sa jedná, pokiaľ sa neurobia výpočty z prvých princípov.

    [1] M. Kajňaková, M. Orendáč, A. Orendáčová, et al., Phys. Rev. B 71, 014435 (2005).
    [2] R. Tarasenko, A. Orendáčová, E. Čižmár et al, Phys. Rev. B 87, 174401 (2013).
    [3] L. Lederová, A. Orendáčová, J. Chovan et al, Phys. Rev. B 95, 054436 (2017).
    [4] L. Lederová, A. Orendáčová, R. Tarasenko, et al, Phys. Rev. B 100, 134416 (2019).

    Vysokoškolské vzdelanie a ďalší kvalifikačný rast
    Vysokoškolské vzdelanie prvého stupňa:
    Univerzita Pavla Jozefa Šafárika v Košiciach,, 1984, Fyzika kondenzovaných látok a akustika
    Vysokoškolské vzdelanie druhého stupňa:
    Univerzita Pavla Jozefa Šafárika v Košiciach, Prírodovedecká fakulta, 1986, Fyzika kondenzovaných látok a akustika
    Vysokoškolské vzdelanie tretieho stupňa:
    Univerzita Pavla Jozefa Šafárika v Košiciach, Prírodovedecká fakulta, 1999, Fyzika kondenzovaných látok a akustika
    Titul docent:
    Univerzita Pavla Jozefa Šafárika v Košiciach, Prírodovedecká fakulta, 2012, Fyzika kondenzovaných látok a akustika
    Titul DrSc.:
    Univerzita Komenského, Fakulta matematiky, fyziky a informatiky, 2007, Fyzika kondenzovaných látok a akustika

    Vedecko/umelecko-pedagogická charakteristika

    Zobraziť všetko  
    Prehľad o zodpovednosti za uskutočňovanie, rozvoj a zabezpečenie kvality študijného programu alebo jeho časti na vysokej škole v aktuálnom akademickom roku
    Študijný program: Fyzika kondenzovaných látok, študijný odbor: Fyzika, tretí stupeň stupeň štúdia
    Študijný program: Fyzika kondenzovaných látok, študijný odbor: Fyzika, druhý stupeň stupeň štúdia
    Profilové predmety
    ÚFV/MAG/08 Magnetochémia - Fyzika kondenzovaných látok, druhý stupeň stupeň štúdia
    ÚFV/MGCH/04 Magnetochémia - Fyzika kondenzovaných látok, tretí stupeň stupeň štúdia
    Vybrané publikácie
    A. Orendáčová, R. Tarasenko, V. Tkáč, E. Čižmár, M. Orendáč, A. Feher: Interplay of Spin and Spatial Anisotropy in Low-Dimensional Quantum Magnets with Spin 1/2. Crystals 9, 6 (2019).

    R.Tarasenko, O. Vinnik, I. Potočňák, K. Zakuťanská, L. Kotvytska,  V.  Zeleňák,M. Orendáč, N. Tomašovičová,A. Orendáčová, The crystal structure, lattice dynamics and specific heat of M(C2H8N2)Cl2 (M = Zn, Cu) metal-organic compounds.

    Materials Today Communications 33 (2022) 104221.

    L. Lederová, A. Orendáčová, J. Chovan, J. Strečka, T. Verkholyak, R.Tarasenko, D. Legut, R. Sýkora, E. Čižmár, V. Tkáč, M.Orendáč, A.Feher, “Realization of a spin-1/2 spatially anisotropic square lattice in a quasi-two-dimensional quantum antiferromagnet Cu(en)(H2O)2SO4”, Phys. Rev. B 95 (2017) 054436

    L. Lederová, A. Orendáčová , R. Tarasenko, K. Karl’ová, J. Strečka, A. Gendiar, M. Orendáč, A. Feher: Interplay of magnetic field and interlayer coupling in the quasi-two-dimensional quantum magnet Cu(en)Cl2: Realization of the spin-1/2 rectangular/zigzag square Heisenberg lattice. Phys. Rev. B 100, 134416 (2019).
    V. N. Glazkov, Yu. V. Krasnikova, I. K. Rodygina, J. Chovan, R. Tarasenko, A. Orendáčová: Splitting of antiferromagnetic resonance modes in the quasi-two-dimensional collinear antiferromagnet Cu(en)(H2O)2SO4. Phys. Rev. B 101, 014414 (2020).
    Vybrané projekty

    VEGA 1/0132/22 Vzájomné pôsobenie mriežkových vibrácií a lokalizovaných elektrónových podsystémov v kvantových

    magnetoch s rôznou mierou spin-orbitálnej interakcie. 2022-25, vedúca projektu

    APVV-14-0078: “Nové materiály na báze koordinačných zlúčenín”, 2015-2019, spoluriešiteľ

    VEGA 1/0269/17: „Vplyv magnetického poľa a spinovej anizotropie na tzákladný stav a kritické správanie dvojrozmerných kvantových magnetických systémov“, 2017-2020, vedúca projektu;

    APVV-14-0073: “Magnetocalorický jav v kvantových nanoskopických systémoch” 2015-2019, spoluriešiteľ

    APVV-18-0197 :"Relaxačné procesy v kvantových magnetických systémoch" 2019-2023, vedúca projektu

    APVV-22-0172:"Vplyv redukovanej rozmernosti na spinovo-fonónovú interakciu" 2023-2027, spoluriešiteľ

    Medzinárodné mobility a pracovné cesty
    ISIS facility, Didcot, Anglicko, 22.- 25.4. 2010., Project RB1010054
    Helmholtz Zentrum, Berlin, Germany, 5.-14. july 2009, BENSC project PHY-01-2515
    Helmholtz Zentrum, Berlin, Germany, 17.-24. june 2008, BENSC projekt PHY-01-2240
    University of Crete, Heraklion, Grécko, November 1996, November 1997, Slovak - Greek bilateral collaboration, Project No 8,1996-1997
    Peking University, Peking, China, September 2009, August 2011, Slovak - Chinese bilateral collaboratin SK-CN-0032-07
    University of Florida, Gainesville, Florida, (Marec 1999, Apríl 2001, Január 2004, Január 2005, Marec 2009, Marec 2016), Slovak-American NSF projects NSF-INT 9722935, NSF-INT 0089140, NSF-DMR 0701400

    Doplňujúce informácie o osobe

    Ocenenia
    • Cena dekana PF UPJŠ za dosiahnuté výsledky vo vedecko-výskumnej činnosti v roku 2004
    • Cena dekana PF UPJŠ za dosiahnuté výsledky v pedagogickej činnosti v roku 2022
    Projekty
    1. NSF (2001-2003) "Characterization of novel low dimensional magnetic systems.
    2. Slovensko-Grécky projekt N8 (1996,1997): "Theoretical and experi- mental studies of spin dynamics in planar S=1 Heisenberg chains"
    Medzinárodná spolupráca
    • University of Florida, Florida
    • Institute of Low Temp. Physics, Charkov, Ukraina
    • Crete University, Heraklion, Grécko
    Záľuby
    Turistika, história, hudba, literatúra, výtvarné umenie, filatelia

    Ďalšie informácie


    PF