今天小編分享的科技經驗:華科初步復現韓國室溫超導材料!已證明抗磁性,網友齊刷見證歷史,歡迎閱讀。
豐色 克雷西 發自 凹非寺量子位 | 公眾号 QbitAI
韓國 " 室溫常壓超導體材料 " 首個成功復現來了?!
來自華中科技大學材料學院的師生們,剛剛在 B 站首發視頻宣布:他們已合成了可以磁懸浮的 LK-99 晶體,該晶體懸浮的角度比 Sukbae Lee 等人獲得的樣品磁懸浮角度更大,有望實現真正意義的無接觸超導磁懸浮。
從發布的視頻來看,在顯微鏡下,這個 " 小黑點 " 随着钕鐵硼磁體的靠近和遠離,不停地倒下或立起,無論 S 極還是 N 極都有效,即排斥和磁極無關,顯現出抗磁性。
消息一出,就立刻引來數十萬網友的圍觀,盡管團隊聲明還沒測電阻證明超導性,但滿屏已刷起 " 見證歷史 "。
與此同時,國外網友也火速将目光投向了 B 站。
" 首次驗證合成可以磁懸浮的 LK-99 晶體 "
消息由 B 站 UP 主 " 關山口男子技師 " 發布。
主頁簡介顯示這位 UP 來自華中科技大學,LK-99 論文剛出來就投入了復現工作,但此前的實驗結果沒有出現這麼強的抗磁性。
今天他終于宣布初步成功,也曝出其所在的團隊是由華中科技大學材料學院常海欣教授帶領,成員是博士後武浩、博士生楊麗。
在視頻中,他們合成的這塊 LK-99 晶體,就是如下牙籤所指之處的一個小黑點,直徑僅有幾十微米。
經顯微鏡放大後勉強清晰了一些:
随後,将一塊钕鐵硼磁體放在其下,觀察反應。
我們就能看到,随着下方的磁體靠近,晶體快速立起(部分懸浮狀态),遠離之後便很快倒下:
交換磁極之後,依然有同樣的效果:
如網友所說,通過這個視頻我們可以看到 LK99 是具有抗磁性的," 說明韓國論文真沒有說謊 " [ 旺柴 ] 、是可以大呼 WC 的程度了。
而接下來,超導性和通量量子化都是有待驗證的特性。
而網友則興奮地表示,後面的實驗成不成功這都算一大突破了。
因為 " 就算只有抗磁性,也是巨大發現,畢竟常溫下抗磁性這麼強的材料很稀有 "。
UP 表示,接下來,團隊确實要為了驗證超導性做電阻測量。
不過壞消息是由于樣品只有這一片,為了防止被破壞,還得等下一批出來才能開始。
這下有人表示:道理都懂,但真的很急。
計算機模拟加入驗證工作行列
在華中科大這一初步復現的過程中,相關理論驗證也有了新的進展。
就在今天上午,消息顯示:
美國勞倫斯伯克利國家實驗室 ( LBNL ) 進行的計算機模拟,從理論上支持了這種材料具有常溫超導能力的結論。
他們根據密度泛函理論 ( DFT ) 方法,在 VASP 軟體中對費米能級的價電子帶進行了計算。
最終結果發現,銅的取代導致極其狹窄 ( 帶寬僅 130meV ) 的平坦價電子帶出現在費米能級。
這種平坦帶與超導關鍵參數電子态密度有關,是實現高溫超導的重要特征。
費米能帶是一個能量基準,處于這一能帶中的電子越多,超導溫度也就越高。
不過,作者在論文中也提到,實際合成這種材料是有一定難度的。
此外,也有外國網友對此產生了質疑:
為什麼要使用含有羟基的磷灰石?這樣的基團不會對孤對電子產生影響嗎?
在國内,中國科學院沈陽材料科學國家實驗室也進行了計算。
研究人員從第一性原理出發,使用從頭算 ( ab initio ) 方法推算了 LK-99 的電子結構。
結果顯示,在費米能級附近,同樣有平坦帶的出現。
而未被銅原子取代的鉛磷灰石結構,則是絕緣的。
不過,對于 LK-99 是否具有超導性能,該實驗室并未給出明确的結論。
但同樣在國内,北航的實驗卻給出了相反的答案:
LK-99 非但沒有室溫超導性能,反而表現出了半導體的特性。
北航的實驗顯示,LK-99 在室溫下的電阻率為 1.94 × 10^4 Ω· cm。
這是個什麼概念呢?室溫下,以 Ω· cm 為部門,一般金屬的的電阻率在 10 的 -4 到 -2 次方量級。
而對于相同長度和橫截面的導體,電阻率越大,導電性能也就越差。
也就是說,按照這一實驗結果,LK-99 的導電能力還不如普通金屬。
但 X 射線衍射 ( XRD ) 結果卻表明,北航團隊合成的產物與韓國團隊產物的結構是一致的。
One More Thing
全球如火如荼地對 LK-99 展開復現的同時,韓國團隊的論文也重新發布。
不過實質性的修改只有這一張圖,而且只是把同一坐标系中的兩組圖線進行了拆分。
除了 LK-99 之外,美國的泰吉量子 ( Taj Quantum ) 公司還提出了另外一種超導材料。
這是一種石墨烯泡沫材料,以專利的形式進行了發表(專利号:US-11710584-B2)。
總之,LK-99 帶來的硝煙仍未散去,不知子彈現在飛到了哪裡……
視頻地址:https://www.bilibili.com/video/BV14p4y1V7kS 美國 LBNL 論文:https://arxiv.org/pdf/2307.16892.pdf 沈陽材料實驗室論文:https://arxiv.org/pdf/2307.16040.pdf 北航論文:https://arxiv.org/pdf/2307.16802.pdfTaj Quantum 專利:https://image-ppubs.uspto.gov/dirsearch-public/print/downloadPdf/11710584