초전도 우라늄 디텔루라이드의 단결정의 두 가지 합성 방법의 비교

우리는 어느 초전도체도 그렇지 않은 우라늄 디텔루라이드의 단결정을 안정적으로 합성하는 방법을 시연하는데, 이는 이국적인 스핀-트리플렛 초전도성을 연구하는 데 매우 중요합니다. 이 증기 수송 레시피에 따라, 우리는 대량 초전도성을 나타내는 우라늄 디텔루라이드 샘플을 안정적으로 생산할 것입니다. 이것은 다른 방법을 사용하여 달성되지 않습니다.

이 방법은 스핀 트리플릿 및 토폴로지 초전도성뿐만 아니라 상관 된 전자에 대한 연구에 영향을 미칩니다. 이 모든 영역은 양자 물질 분야에 속합니다. 이 절차를 시연하는 것은 세인트 루이스의 워싱턴 대학의 조교수 인 Sheng Ran이 될 것이며, 그는 내 그룹의 박사후 연구원입니다.

먼저 세척된 우라늄의 양에 따라 적절한 양의 텔루륨을 두세 개의 텔루륨에 대한 우라늄의 원자비로 칭량한다. 합성 중에 사용할 적절한 양의 요오드를 계량하십시오. 튜브가 용광로에 걸쳐 있고 각 끝이 온도 영역 중 하나에 앉아 직경이 용광로에 잘 맞도록 튜브 길이를 선택하십시오.

수소 토치 또는 융합된 석영을 부드럽게하기에 충분한 열을 생성하는 토치를 사용하여 융합 된 석영 튜브의 한쪽 끝을 닫습니다. 튜브가 충분히 차가워지면 모든 재료를 석영 튜브에 넣으십시오. 튜브를 목에 목에 걸고 진공 펌프를 사용하여 튜브를 대피시키고 튜브를 토치로 밀봉하십시오.

튜브를 두 구역 수평 튜브 퍼니스에 삽입하여 모든 원료가 튜브의 뜨거운 쪽으로 미끄러지도록하십시오. 12 시간 이상 튜브의 뜨거운면을 섭씨 1, 060도, 다른 쪽을 섭씨 1, 000도까지 가열하고 일주일 동안 온도를 유지하십시오. 그런 다음 튜브가 천천히 냉각되어 실온에 도달 할 수 있도록 용광로를 끕니다.

우라늄과 텔루륨을 하나 대 셋의 원자비에 따라 무게를 측정합니다. 모든 재료를 두 밀리미터 알루미나 도가니에 넣으십시오. 튜브가 충분히 차가워지면 두 개의 도가니를 내경이 14 밀리미터인 석영 튜브에 넣으십시오.

토치를 사용하여 융합 석영 튜브의 한쪽 끝을 닫습니다. 튜브를 목에 걸고 건조한 진공 펌프를 사용하여 튜브를 대피시킨 다음 토치로 튜브를 밀봉하십시오. 밀봉 된 석영 튜브를 50 밀리리터 알루미나 도가니에 넣어 안정성을 위해 외부 용기로 사용하십시오.

석영관이 들어있는 도가니를 상자 용광로에 넣은 다음 텍스트 원고에 설명 된대로 용광로를 가열하고 냉각하십시오. 스윙 아웃 로터와 금속 버킷이있는 원심 분리기를 준비하십시오. 용광로 집게를 사용하여 석영 튜브를 용광로에서 꺼내어 튜브를 뒤집은 다음 튜브를 2, 500 배 G에서 10 ~ 20 초 동안 회전시켜 우라늄 디텔루라이드 결정에서 여분의 액체 텔루륨을 분리합니다.

튜브를 실온으로 식히십시오. 화학 증기 수송 및 플럭스 성장 결정을 사용하여 얻은 결정은 유사하게 보였고 육안 검사로 쉽게 구별 할 수 없었습니다. 결정 구조를 확인하기 위해 두 기술로부터 수득된 분쇄된 단결정에 대해 x-레이 회절 측정을 수행하였다.

결정 구조는 불순물 상들의 징후가 없는 두 기술을 사용하여 유사하였다. 플럭스 성장된 결정의 잔존저항비는 화학증기수송 결정의 잔존저항비보다 15배 작으며, 플럭스 성장된 샘플에서 더 많은 결정학적 불순물 또는 결함을 나타내며 전도 전자의 산란이 강하고 잔류 저항이 더 높은 것을 담당한다. 두 기술을 모두 사용하여 성장한 결정의 자기 감수성은 유사하였다.

자기 감수성은 저온에서 급격히 증가했으며 콘도 일관성으로 인해 약 10K에서 약간의 기울기 변화를 보였다. 두 공정에서 가장 중요한 부분은 석영 튜브를 올바르게 밀봉하는 것입니다. 석영 튜브의 잘못된 씰은 공기와 원치 않는 반응을 일으켜 안전 위험이 될 수 있습니다.