今天小編分享的科技經驗：韓國造出世界首個室温超導體？，歡迎閲讀。
上一個已被打臉
室温超導聖杯又被摘下了？韓國的物理學家聲稱，發現世界首個室温常壓超導體—— LK-99。這次能預定諾獎嗎？
室温常壓超導，又被人突破了？
這次，是韓國科學家。
他們聲稱發現世界首個室温常壓超導體——改性鉛磷灰石晶體結構。
韓國物理學家在論文中表示——
所有證據都可以證明，LK-99 是世界首個室温常壓超導體。
LK-99 的誕生意味着室温超導領網域的重大突破，開啓了一個全新的歷史時代。
消息一出，瞬間引爆互聯網，分分鍾登頂 Hacker News。
假如這次發現為真，那麼我們就能實現無損的能量傳輸，全球的能耗問題将從源頭上解決，人類能利用電能獲得巨大的力量。
如果再從根上掌握了可控核聚變，我們甚至可以進行遠距離的太空旅行。
而掌握這項技術的人，無疑将引領世界，簡直就是科幻走進現實。
論文地址：https://arxiv.org/abs/2307.12008
不過，這一次，是真的嗎？
網友們炸了：能復現不？
甭管論文看沒看完，網友們是先炸為敬。
「如果是真的，那就是核彈級消息。」
「這可太瘋狂了。我對于這些科學研究通常都持懷疑态度，但這一次，似乎是可信的。
接下來，就等着看實驗結果能否復現了 ……」
「我無法抑制自己的興奮。這感覺就像 2020 年 1 月，一場巨大的浪潮即将到來，但還沒有任何人意識到。活着真是太好了！趕快讀讀論文。」
「大家請注意，市場目前對這篇論文持懷疑态度——即使概率能高達六分之一，都會讓我驚訝。」
「如果真的能實現室温超導電子設備，太赫茲處理器速度的前景就太誘人了！」
「如果能證明這次是真的，那可真是重磅消息。
但如果要等到應用，估計不會很快。無數例子證明，科學研究的實現會滞後 20 年。」
「那些 80 年代中期的高温超導體現在都已大規模生產，用于核磁共振和聚變初創公司。
我不認為所有的超導體突破都需要 40 年，理由很充分：行業引導、市場發現等都已完成。」
甭管説得多麼玄乎，還是讓我們仔細讀讀論文。
世界首個室温常壓超導體？
韓國科學家表示，他們在全世界首次用化學方法合成了室温常壓超導體—— LK99（改性鉛 - 磷灰石）。
盡管人類很早就知曉物質的性質源于它的結構，但迄今為止，我們發現的影響超導體產生超導性的兩個主要因素，是温度和壓力。
它們通過引起應力使材料中的結構發生微小的變形和應變，從而為超導創造電子狀态。
而 LK-99 的超導性是由微小的體積收縮（0.48%）導致的結構形變引起，不是由温度和壓力等外部因素引起的。
通過臨界温度（Tc）、零電阻率、臨界電流（Ic）、臨界磁場（Hc）和邁斯納效應，都可以證明 LK-99 的超導性。
圖 1 ( a ) 顯示了不同温度（298K-398K）下的測量電壓與施加電流，圖 1 ( b ) 為 LK-99 薄膜的零電阻率，圖 1 ( c ) 顯示了外加電流對外加磁場（H）的依賴關系，在圖 1 ( e ) 和 ( f ) 中，顯示了在 400K 和 3000Oe 以上的情況下，臨界電流值仍未為零（7 mA）
從以上實驗數據可以判斷，LK-99 的臨界温度在 400K 以上。
圖 2：作者通過 X 射線衍射分析（XRD），與 COD 數據庫進行匹配，确定了 LK-99 的晶體結構為多晶體（Apatite: 磷灰石）
LK-99 為灰黑色，與典型超導體的顏色相同。
它具有三維網絡結構（如下圖），是一個被絕緣四面體
結構包圍的圓柱形柱。
在如下側視圖中，間隔
排列的這些圓柱形柱由非對稱的六面體
組成，包含兩個對置的三角形。
研究者發現，由于 LK-99 中
離子的替換，導致體積減少了 0.48%，因為
離子（87 pm）比
離子（133pm）小。
應力發生在網絡部分，然後就導致了超導性的出現。
而 LK-99 的熱容曲線（右下黑色曲線）不遵循 Debye 模型，證實了 LK-99 具有被
取代而扭曲的結構。
同時，LK-99 的 EPR 信号圖（如下），證實了 Pb ( 1 ) 和磷酸鹽界面上存在量子阱（SQW）。
而 Pb ( 1 ) 和磷酸氧之間通過結構畸變和應變產生了 SQW，其結構如下圖所示。
與此前研究不同，LK-99 的超導性的表達，與 SQW 的形成密切相關。
Josephson 等發現了超導體之間存在隧穿效應，這意味着電子通過隧穿在量子阱（SQW）之間移動時，電阻将為零。
考慮到 LK-99 中 SQW 間隔預計在
，此時 SQW 之間的隧穿效應很可能發生，LK-99 也就獲得了超導性。
總之，LK-99 之所以在室温和環境壓力下表現出超導性，就是因為 LK-99 中，
離子的
置換所產生的應力沒有得到緩解，同時又被适當地傳遞到了柱 - 柱界面上。
這種适當的變形，在界面中產生了 SQW，而不會產生松弛。
在論文最後，研究者表示：所有證據都可以證明，LK-99 是世界首個室温常壓超導體。
而 LK-99 的應用場景十分廣闊，包括磁鐵、電機、電纜、懸浮列車、電力電纜，量子計算機的量子比特和 THz 天線等。
總之，LK-99 的誕生意味着室温超導領網域的重大突破，可以説開啓了一個全新的歷史時代。
上一個已被打臉
今年 3 月，物理學界就曾掀起一場軒然大波。來自美國羅切斯特大學的物理學家 Ranga Dias 聲稱自己在 21 ℃條件下實現了室温超導——由氫（99%）、氮（1%）和純镥制成的材料 LNH 在 21°C、1GPa 條件下就實現了超導狀态。
如果他所述屬實，無疑是在該領網域取得了颠覆性突破，相當于摘下了物理學的一座聖杯。
這樣一顆驚雷在拉斯維加斯舉辦的物理學會上炸響，當場震驚了所有大咖。
不過，很可惜的是，Ranga Dias 的結果此後并未被任何一個實驗室成功復現。
Dias 繪制的晶胞圖，白色原子是氫，綠色的是镥，粉色的是不同位點的氫原子
中科院物理所也發表論文「打假」，表示沒復現成功：二元镥氫化合物（Lu4H23），在 71K（-202°C）、218GPa 條件下實現超導轉變，這一結果既不「室温」，也不「近常壓」。
論文地址：https://arxiv.org/abs/2303.05117
在更早的時候，第一個已知的超導體只能保持在高達約 25K 的超導狀态。
在 20 世紀 80 年代末，研究人員發現了第一個所謂的高温超導體，其超導率高達 90 K ——液氮可以達到這種温度。
科學家認為他們正處于室温超導體革命的風口浪尖上。
1911 年發現了第一個超導體 Mercury
但是，到目前為止，這些早期實驗中使用的高温超導體（主要是氧化銅）都沒有顯示其超導性保持在約 160K 以上，低于南極洲記錄的最冷温度。
還有另一條預測的高温超導路徑。模型表明，在巨大的壓力下，氫可以轉化為金屬，在數百開爾文時可以超導。
包括 Dias 和他的哈佛大學博士後顧問 Isaac Silvera 在内的幾組研究人員聲稱在實驗室中制造了金屬氫，但該州存在的确鑿證據仍然難以捉摸。
研究人員更幸運地創造了在較低壓力下凝固的金屬氫合金。
2009 年，研究人員聲稱發現了第 53 種元素是超導體。在發現結果背後的數據受到操縱後，這一説法後來被撤銷。
2015 年，來自德國的一個團隊報告了硫化氫（H ( 3 ) S）的超導性，為 203 K 和 155 GPa。四年後，有報告稱氫化镧（LaH ( 10 ) ）在 250 K 和 170 GPa 實現超導。第一個室温超導體似乎觸手可及。
2020 年 10 月 14 日，Dias 和他的同事在 Nature 上宣布，他們在含氫材料碳氫化合物（CSH）中發現了超導性，其含量為 287 K 和 267 GPa ——第一個室温超導體。
不過，Dias 随後就被打假，并以「黑歷史」而著名。
所以，這次韓國物理學家的結果，能被成功復現嗎？
