一支超导/材料学团队宣称改良了一种具有铅磷灰石结构的化合物,它可因晶体结构变形而在常温常压下产生超导性,临界温度 400K/127℃。如果这一结果可以重现,那么这可能会成为这十年中最重要的新闻。

由韩国的 Young-Wan Kwon(主要研究领域包括凝聚态物理、前沿材料等),第一作者Sukbae Lee(量子能源研究中心Quantum Energy Research Center的 CEO 兼研究员,长期从事高温超导领域的研究),Ji-Hoon Kim三位作者发表在arXiv.org上,尚未经过同行评审。

作者声称他们首次成功合成了一种常温常压超导体,命名为LK-99,它是一种改性的铅磷灰石结构,其中部分铅离子被铜离子取代,导致体积收缩和应力产生。

作者用电阻率、临界电流、临界磁场、迈斯纳效应等方法证明了LK-99的超导性,测得其临界温度高于400K(127℃),且在常压下稳定存在。

作者用X射线衍射、X射线光电子能谱、电子顺磁共振、比热等方法分析了LK-99的结构和电子态,发现LK-99中的铜离子替代引起了柱状结构中铅离子的微小位移和畸变,从而在柱状结构的界面处形成了超导量子阱(SQW)。

作者认为LK-99的超导性来源于SQW中的隧道效应,即电子可以在SQW之间无损耗地传输。作者还提出了一个新的模型来解释LK-99的比热数据,认为LK-99不适用于电声耦合理论,而是需要考虑电子-电子相互作用。

(鉴于之前的常温超导风波,这篇论文里有相当一部分是在表达“我们的结果是真的,没有修改数据,请相信我们”[允悲])

看评论说目前制造的临界磁通量远小于1T,因此用于制造磁铁并不实用,临界电流在毫安范围内,因此用于配电也不太合适。但是,一旦有一种材料显示出超导性,其他材料也会很快跟进,其中一些会显示出更好的特性。

https://arxiv.org/abs/2307.12008

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