UTe$_2$在5 GPa以上高压下形成的亚稳相

二氧化铀（UTe$_2$）因其独特的超导性质（包括具有拓扑奇宇称超导态的潜力）近期受到关注。近来，压力下的交流量热测量表明UTe$_2$的基态在1.4 GPa下由超导转变为反铁磁。本文中，我们利用X射线衍射在室温下研究压力对UTe$_2$晶体结构直至25 GPa的影响。我们发现，常压下为正交（$Immm$）结构的UTe$_2$，在准静水压氖（Ne）传压介质中于5 GPa转变为体心四方（$I4/mmm$）结构。在无传压介质时，该转变发生于5至8 GPa之间。数据用三阶Birch-Murnaghan状态方程拟合，得到$Immm$相的$B_0$=46.0 $\pm$ 0.6 GPa、$B^{\prime}$=9.3 $\pm$ 0.5（无传压介质）以及$B_0$=42.5 $\pm$ 2.0 GPa、$B^{\prime}$=9.3（固定）（氖传压介质）；$I4/mmm$相的$B_0$=78.9 $\pm$ 0.5 GPa、$B^{\prime}$=4.2 $\pm$ 0.1（无传压介质），以及$B_0$=70.0 $\pm$ 1.1 GPa、$B^{\prime}$=4.1 $\pm$ 0.2（氖传压介质）。高压四方相在卸压至常压后保留，2天后约剩30%。我们认为，在P~5 GPa下观测到的向更高对称性结构（正交到四方）的相变，伴随铀原子间最短距离由3.6埃（正交）增至3.9埃（四方），这意味着5f电子的局域化，尽管体积减小了10.7%。