LK-99 室温超导体复现成果,美认证理论可行,中国证实具抗磁性

更新时间:2025-05-15 03:26:11 阅读: 评论:0

2023年8月6日发(作者:须沁华)

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LK-99 室温超导体复现成果,美认证理论可行,中国证实具抗磁性


继韩国科学家宣布发现合成室温常压超导体的方法后,全球各地实验室正掀起复制竞赛,美国、中国、法国、印度、荷兰等国都陆续传出失败与成功结果。 目前已有一些团队证实 LK-99 材料具抗磁性,但是否具超导性还有待进一步分析验证。

超导体是指在特定温度以下呈现电阻为零的导体,此时电流无耗损流动,如果未来电缆能以超导材料制造,全球输配电系统用电量将节省约7%。 但传统实现超导体的办法仅限于低温或高压环境,因此发现室温常压超导体绝对是项重大突破。

最近,韩国科学家Sukbae Lee、Ji-Hoon Kim、Young-Wan Kwon宣布找到命名为LK-99的超导材料,引起世界各国实验室复制热潮,目前已知有中国、美国科学家分别以实验、计算机模拟验证LK-99材料部份特性。

华中科技大学团队

8月1日,由中国华中科技大学常海欣教授指导的团队在bilibili网站发布一段影片,成功验证可以合成出展现磁悬浮的LK-99晶体,且悬浮角度比韩国团队的样品还大,仅一天播放次数便超过600万次。

虽然华中科技大学团队的 LK-99 样品只有一个小黑点大,但据工程师 Andrew Cote 解释,该样品无论靠近磁铁哪一极都会半悬浮,假如它只是单纯的磁性材料,那它应该会被磁铁的其中一个极性吸引、另一个极性排斥,但抗磁性材料于磁铁任一方向下都会相斥。

不过外界无法从影片内容确定下方靠近样品的强磁铁有否如实翻转,且样品实验测量值也尚未公布,简单说,该影片可能只是率先验证一必要性条件,即材料从一般状态相变至超导态过程中排斥磁场的迈斯纳效应(Meissner effect)。

但抗磁性不等于超导性,它只是超导体其中一种特性,我们还必须看到材料的零电阻数据再来准备香槟,目前看来距离零电阻完全悬浮还有段距离,也不能证实实验结果与超导有关,但或许方向没错,只要能突破 0 到 1 的束缚,后续从 1 到 100 的研究方向与进展就有机会高速起飞。

一些人认为,LK-99 保底是新抗磁性材料(不过目前抗磁性材料已经很多了),再幸运一点是制造成本超低的新抗磁材料,幸运值点满则是打开室温超导大门。

劳伦斯柏克莱国家实验室

劳伦斯柏克莱国家实验室(LBNL)物理学家 Sin ́ead M. Griffin 也于 8 月 1 日在《Arxiv》网站发表论文,利用超级电脑模拟的结果显示,LK-99 材料中可用的电子传导路径只要处于适当条件与位置,理论上就确实具室温常压超导特性,不过这些路径仅在铜原子渗透到晶格中不太可能的位置、或更高能量点位才能形成,意味合出 LK-99 超导材料的机率根本万中选一。

但整体而言,该消息对支持 LK-99 材料来说已经相当乐观,尽管过程尚不完美,至少看起来正朝着正确方向迈出第一步,比如我们可能不以传统认知的 BCS 机制实现超导,而是靠着改善晶体结构产生内应力的方式实现。

除了上述科学家,美国阿贡国家实验室也正在合成材料,中国曲阜师范大学高压科研团队、中国科学技术大学团队则已发表LK-99材料的初步复现结果,两者皆表明LK-99材料部分颗粒有抗磁性,展现半悬浮,但曲阜师范大学团队随后测量电阻发现样品具高电阻率,可能是杂质太多。

中国北京航空航天大学、东南大学初步复现结果则未观察到任何悬浮或抗磁性,认为材料本身表现更类似半导体行为。

除了上述科学家,美国阿贡国家实验室也正在合成材料,中国曲阜师范大学高压科研团队、中国科学技术大学团队则已发表LK-99材料的初步复现结果,两者皆表明LK-99材料部分颗粒有抗磁性,展现半悬浮,但曲阜师范大学团队随后测量电阻发现样品具高电阻率,可能是杂质太多。

中国北京航空航天大学、东南大学初步复现结果则未观察到任何悬浮或抗磁性,认为材料本身表现更类似半导体行为。



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LK-99 室温超导体复现成果,美认证理论可行,中国证实具抗磁性

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