Demonstramos métodos para sintetizar de forma confiável cristais únicos de ditelluride de urânio que qualquer supercondutor não, o que é crucial para estudar a supercondutividade spin-triplet exótica. Seguindo esta receita de transporte de vapor, produziremos amostras de ditelluride de urânio que exibem supercondutividade a granel. Isso não é alcançado usando outros métodos.
Este método impacta a pesquisa sobre a supercondutividade spin-trigêmeo e topológica, bem como elétrons correlacionados. Todas essas áreas caem no campo dos materiais quânticos. Demonstrando o procedimento estará Sheng Ran, professor assistente na Universidade de Washington, em St.Louis, que é pesquisador de pós-doutorado no meu grupo.
Comece pesando a quantidade apropriada de telúrio elementar dependendo da quantidade de urânio limpo na proporção atômica de urânio para telúrio de dois a três. Pese uma quantidade apropriada de iodo a ser usado durante a síntese. Selecione os comprimentos do tubo para que o tubo abra o forno e cada extremidade esteja sentada em uma das zonas de temperatura, garantindo que o diâmetro se encaixe bem no forno.
Feche uma extremidade de um tubo de quartzo fundido usando uma tocha de hidrogênio ou qualquer tocha que produza calor suficiente para suavizar o quartzo fundido. Uma vez que o tubo esteja frio o suficiente, coloque todos os materiais no tubo de quartzo. Pescoço o tubo e use uma bomba de vácuo para evacuar o tubo e selar o tubo com a tocha.
Insira o tubo em um forno horizontal de tubo de duas zonas, garantindo que todas as matérias-primas deslizem para o lado quente do tubo. Ao longo de 12 horas, aqueça o lado quente do tubo a 1.060 graus Celsius, o outro lado a 1.000 graus Celsius e mantenha a temperatura por uma semana. Em seguida, desligue o forno para permitir que o tubo esfrie lentamente para atingir a temperatura ambiente.
Pesar o urânio e o telúrio de acordo com a razão atômica de um a três. Coloque todos os materiais em um cadinho de alumina de dois milímetros. Uma vez que o tubo esteja frio o suficiente, coloque os dois cadinhos em um tubo de quartzo com um diâmetro interno de 14 milímetros.
Feche uma extremidade de um tubo de quartzo fundido usando uma tocha. Depois de escoar o tubo, use uma bomba de vácuo seco para evacuar o tubo e, em seguida, selar o tubo com a tocha. Coloque o tubo de quartzo selado em um cadinho de alumina de 50 mililitros para ser usado como um recipiente exterior para estabilidade.
Coloque o cadinho contendo o tubo de quartzo em um forno de caixa, depois aqueça e esfrie o forno conforme descrito no manuscrito do texto. Prepare uma centrífuga com um rotor e baldes de metal. Use os pinças do forno para tirar o tubo de quartzo do forno, inverter o tubo e girar o tubo a 2.500 vezes G por 10 a 20 segundos para separar o telúrio líquido extra dos cristais de ditelluride de urânio.
Deixe o tubo esfriar até a temperatura ambiente. Os cristais obtidos usando o transporte de vapor químico e os cristais cultivados pelo fluxo pareciam semelhantes e não eram facilmente distinguíveis pela inspeção visual. As medidas de difração de raios-X foram realizadas em cristais únicos esmagados obtidos de ambas as técnicas para confirmar a estrutura cristalina.
A estrutura cristalina foi semelhante usando ambas as técnicas sem sinal de fases de impureza. A razão de resistência residual do cristal cultivado por fluxo é 15 vezes menor do que a razão de resistência residual do cristal de transporte de vapor químico, indicando mais impurezas cristalográficas ou defeitos na amostra cultivada por fluxo e responsável pela dispersão mais forte dos elétrons de condução e maior resistência residual. A suscetibilidade magnética dos cristais cultivados usando ambas as técnicas foi semelhante.
A suscetibilidade magnética aumentou acentuadamente a baixas temperaturas e mostrou uma leve mudança de inclinação em aproximadamente 10K devido à coerência do condomínio. A parte mais importante de ambos os processos é selar o tubo de quartzo corretamente. Uma vedação ruim do tubo de quartzo pode levar a uma reação indesejada com ar que pode ser um risco à segurança.
