[发明专利]五镓化镍铀单晶体的制备方法、五镓化镍铀单晶体及应用

说明书

本发明提供了一种五镓化镍铀单晶体的制备方法，包括以下步骤：在一保护气氛下，将原料装入一坩埚中并将带有所述原料的所述坩埚放置于一第一石英管内；将带有所述坩埚的所述第一石英管抽真空并密封；将带有所述坩埚的所述第一石英管装入一第二石英管内；将带有所述第一石英管的所述第二石英管抽真空并密封，得到一双层石英管；加热所述双层石英管；以及对所述双层石英管进行降温，从而得到所述五镓化镍铀单晶体。本发明提供的所述制备方法制备的五镓化镍铀单晶体的纯度高。本发明还提供一种由所述制备方法制备的五镓化镍铀单晶体及其应用。

技术领域

本发明涉及五镓化镍铀的技术领域，尤其涉及一种五镓化镍铀单晶体的制备方法、五镓化镍铀单晶体及应用。

背景技术

铀基化合物具有丰富而奇异的量子现象，如重费米子态、非常规超导、非费米液体行为、价态涨落、磁有序以及隐藏序等。5f电子的局域-巡游双重特性是理解上述各种奇异量子现象的关键因素，而对5f电子特性的深入理解和表征，则需要制备高质量的单晶样品。

UNiGa₅(五镓化镍铀)具有HoCoGa₅型的四方晶体结构，空间群为P₄/mm，由AuCu₃型的UGa₃层和NiGa₂层沿c方向堆垛而成。UNiGa₅在低温下是反铁磁态，磁转变温度为86K，具有典型的Néel-type的磁结构，近邻U原子的磁矩排布方向都是相反的。5f电子的微观特性是理解其丰富而奇异物理性质的基础，而先进的电子结构表征手段如角分辨光电子能谱仪、扫描隧道显微镜等都需要使用到单晶样品，因此迫切需要制备高质量的UNiGa₅单晶样品，以满足实验需求。

目前凝聚态物理领域关于单晶样品的制备方法主要有助熔剂法和提拉法，该方法较难克服环境中的杂质对熔融材料的影响，并且由于铀在高温下的活性非常高，极易与环境中的其他物质(如水、氢、氧等)反应，难以得到高纯度的单晶材料。另外，铀具有一定的放射性，需要特殊的防护环境，常规的单晶制备方法通常采用的是单层密封坩埚方法，在高温下易出现密封层破裂等现象，这对具有放射性的铀基材料生长极为不利。

发明内容

有鉴于此，有必要提供一种五镓化镍铀单晶体的制备方法，所述制备方法制备的五镓化镍铀单晶体的纯度高。

另，还有必要提供一种由所述制备方法制备的五镓化镍铀单晶体。

另，还有必要提供一种所述五镓化镍铀单晶体的应用。

本发明提供一种五镓化镍铀单晶体的制备方法，包括以下步骤：

在一保护气氛下，将原料装入一坩埚中并将带有所述原料的所述坩埚放置于一第一石英管内，其中，所述原料包括金属铀块、金属镍块以及金属镓颗粒；

将带有所述坩埚的所述第一石英管抽真空并密封；

将带有所述坩埚的所述第一石英管装入一第二石英管内；

将带有所述第一石英管的所述第二石英管抽真空并密封，得到一双层石英管；

加热所述双层石英管，使得所述金属铀块、所述金属镍块以及所述金属镓颗粒熔化并混合；以及

对所述双层石英管进行降温，从而得到所述五镓化镍铀单晶体。

本发明还提供一种由所述五镓化镍铀单晶体的制备方法制备的五镓化镍铀单晶体。

本发明还提供一种所述五镓化镍铀单晶体的应用。

本发明通过双层密封的石英管控制与所述金属铀块、所述金属镍块以及所述金属镓颗粒接触的反应环境，提高环境气氛的真空度，从而有效降低环境气氛中的杂质，使五镓化镍铀单晶体的纯度高。

附图说明