X 射线衍射与光谱揭示 UTe₂ 在高压下的结构相变与铀价态变化
强关联电子
2024-03-15 v3
摘要
利用高达 30 GPa 的高压 X 射线衍射以及高达 52 GPa 的共振发射 X 射线光谱和部分荧光产额 X 射线吸收光谱，研究了 UTe₂ 在室温下结构和电子性质随压力的演变。观察到在 5 至 7 GPa 之间发生正交晶系到四方晶系的相变，伴随约 11% 的巨大体积塌缩和最近邻 U-U 距离约 4% 的增加。这种从低对称性到高对称性的转变表明，当 UTe₂ 四方结构中弱关联超导相出现时，5f 电子参与成键的程度降低。超过 7 GPa 直至 30 GPa，未发现新的结构相变。共振 X 射线发射光谱清楚地显示出 U 的中间价态，在 1.8 GPa 和室温下接近 +3.74，并揭示 U 价态向 4+ 移动，在 2.8 GPa 处达到峰值，然后向 3+ 下降，并在 15 GPa 以上趋于几乎恒定。这些实验揭示，UTe₂ 在相对较低的压力下会发生一些基本的结构和价态变化，这可能是 UTe₂ 温度-压力相图中表现出的非常规超导电性、磁有序与弱关联超导电性之间相互作用的原因。
引用
@article{arxiv.2401.05586,
title = {Structural transition and uranium valence change in UTe$_2$ at high pressure revealed by x-ray diffraction and spectroscopy},
author = {Yuhang Deng and Eric Lee-Wong and Camilla M. Moir and Ravhi S. Kumar and Nathan Swedan and Changyong Park and Dmitry Yu Popov and Yuming Xiao and Paul Chow and Ryan E. Baumbach and Russell J. Hemley and M. Brian Maple},
journal= {arXiv preprint arXiv:2401.05586},
year = {2024}
}
备注
20 pages, 8 figures, 1 table