Single crystal growth of superconducting UTe by molten salt flux method

溶融塩フラックス法による超伝導体UTeの単結晶育成

酒井 宏典   ; Opletal, P.  ; 常盤 欣文  ; 山本 悦嗣  ; 徳永 陽  ; 神戸 振作  ; 芳賀 芳範   

Sakai, Hironori; Opletal, P.; Tokiwa, Yoshifumi; Yamamoto, Etsuji; Tokunaga, Yo; Kambe, Shinsaku; Haga, Yoshinori

スピン三重項超伝導体UTeの新規合成ルートとして溶融塩フラックス法を適用した。合成条件を最適化した結果、今までで最高の超伝導転移温度 Kを記録した。これらの単結晶は、著しく大きな残留抵抗率比を示し、以下における残留比熱も小さくなった。これらはウラン空孔による結晶欠陥が減少したことを示しており、溶融塩フラックス中の余剰金属ウランが、還元雰囲気を作り、四価ウランが五価となるのを防ぎウラン空孔生成を抑制しているようだ。また、低融点フラックスがテルルの蒸発を防ぐ効果も期待できる。

The molten salt flux method is applied as a new synthetic route for the single crystals of the spin-triplet superconductor UTe. The single crystals under an optimized growth condition with excess uranium exhibit a superconducting transition at K, which is the highest reported for this compound. The obtained crystals show a remarkably large residual resistivity ratio with respect to the room temperature value and a small residual electronic contribution in specific heat well below . These results indicate that the increase of in UTe can be achieved by reducing the disorder associated with uranium vacancies. The excess uranium in the molten salt acts as a reducing agent, preventing tetravalent uranium from becoming pentavalent and suppressing creation of uranium vacancies. At the same time, the relatively low growth temperature can suppress Te volatilization.