韓國學者稱造出世界首個室温常壓超導體，目前有待學界同行復現實驗_風聞

7 月 22 日，一篇名為“”（第一個室温常壓超導體）的論文出現在了預印本網站 arXiv 上，立即引發了熱議。

（來源：arXiv）

這篇論文的研究團隊全部來自韓國，其中 是高麗大學教授，主要研究領域包括凝聚態物理、先進材料等。第一作者 Sukbae Lee，是量子能源研究中心（Quantum Energy Research Center）的 CEO 兼研究員，長期從事高温超導領域的研究，Ji-Hoon Kim 是量子能源研究中心的研究員，也是本次超導樣品合成工作的完成人。

（來源：arXiv）

他們改良了一種具有鉛磷灰石結構的化合物，用 CuCu2+ 取代了 Pb2+，誘發了微小的晶體結構畸變（表現為 0.48% 的體積收縮），這導致了材料界面處超導量子阱的形成，使得其具備了超導性，超導臨界温度在 127 攝氏度，即 400K 以上，而且在常壓下就具備超導性。

他們將這種材料命名為 LK-99。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。具體來看，他們在 389K（約 125℃）下進行試驗，出現了電壓等於 0 的情況，由此認為在這一條件下電阻等於 0。

LK-99 外觀呈灰黑色，與典型的超導體顏色一致。研究團隊也給出了它的晶體結構，LK-99 具有三維網絡結構，金屬離子被[PO4]四面體包圍，形成了間隔 6.514Å 的圓柱體結構，由於銅離子的半徑（87pm）比鉛離子的半徑（133pm）小，因此會在三維網絡中產生應力，這直接導致了超導性的出現。

LK-99 的熱容曲線也證實了這一點，它不遵循 Debye 模型。同時，LK-99 的 EPR 在全温度範圍內都出現類似迴旋共振（cyclotron resonance）的信號，這是二維電子氣體量子阱的特徵信號，這也證實了鉛離子和磷酸鹽界面上存在超導量子阱（SQW），這是 LK-99 具有超導性的關鍵。

量子阱是指與電子的德布羅意波長可比的微觀尺度上的勢阱，它是是一個納米級的薄層，可以將（準）粒子（通常是電子或空穴）限制在垂直於該層表面的維度上，而其他維度的運動則不受限制。這種限制是一種量子效應。

此前英國劍橋大學的約瑟夫森（）從理論上預言了穿過隧道壁壘的超導電流，即著名的效應，這意味着電子通過隧穿在量子阱之間移動時，電阻將為零。LK-99 中量子阱間隔預計在 3.7 Å～6.5 Å，此時量子阱之間的隧穿效應很可能發生，因此使得這種材料具備了超導性。

（來源：arXiv）

今年 3 月，美國羅切斯特大學的物理學家迪亞斯（）聲稱自己合成的一種含鑥化合物在 1Gpa 的壓力下實現了室温超導，但該實驗結果未能得到其他研究團隊的復現，南京大學聞海虎團隊更是通過詳實的數據，在 Nature 雜誌上發文否定了這一結果。但看起來，似乎韓國團隊的實驗結果比的發現更加可靠。

他們提供了一段視頻，展示了 LK-99 的邁斯納效應。視頻中一塊材料被放在磁鐵上後，保持懸浮狀態。這是物體轉變為超導體的特徵之一，即邁斯納效應。這些都是研究中所沒有的。目前來看，韓國研究團隊這一突破性進展還有待同行進行檢驗，方知真假。

如果實驗結果得到驗證，那這將是超導領域的重大突破，在磁懸浮、核聚變、量子計算機等多個領域，室温超導材料的應用將誘發革命性的創新，有望開啓一個全新的時代。

（來源：arXiv）

參考資料‍‍

1.https://arxiv.org/abs/2307.12008

2.https://sciencecast.org/casts/suc384jly50n