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韓國“室溫超導”材料是真是假？美頂尖實驗室研究稱“理論可行”

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2023-08-01 17:59:33 字號：A- A A+ 來源：財聯(lián)社

最后更新: 2023-08-01 18:24:40

據財聯(lián)社消息，當?shù)貢r間周一（7月31日），美國頂尖實驗室勞倫斯伯克利國家實驗室（LBNL）納米結構材料理論研究員西妮德·格里芬（Sinéad Griffin）發(fā)文表示，其使用了密度泛函理論（DFT）和GGA+U方法進行了計算，為近期韓國團隊所謂的“室溫常壓超導材料”提供了理論依據，給超導材料的研究提供了新的方向和啟示。

格里芬的這份研究報告發(fā)布在預印本arXiv網站上。上周，韓國研究團隊在同一平臺發(fā)布的報告聲稱發(fā)現(xiàn)了“首個室溫常壓超導體”，引發(fā)了全球科學界的關注。

據了解，這個未經證實的潛在超導材料被命名為“LK-99”，是由鉛磷灰石稍加變動的六方結構，引入了少量的銅，使其可以在127攝氏度以下表現(xiàn)出超導性。

針對這一發(fā)現(xiàn)，格里芬的團隊探討了銅取代磷酸鉛礦物中的鉛位置對超導性質的影響。

結果顯示，在銅取代鉛的特定位置時，形成了一個孤立的、特別平坦的銅d帶，與其他相關的d帶超導體不同，這個系統(tǒng)中的銅d帶非常平坦，與鄰近的氧離子幾乎沒有帶寬展寬。

這個結果表明，如果之前關于帶的平坦性驅動超導性的假設是正確的，那么這個系統(tǒng)中存在著一個更加穩(wěn)定（更高溫度）的超導相，甚至比已經建立的高溫超導體系統(tǒng)更穩(wěn)定。

此外，研究還發(fā)現(xiàn)，銅在不同晶胞中的交換相互作用存在偏好，但這個結果是基于銅離子在每個晶胞中都處于相同的取代位置的假設，盡管有點不切實際。

實驗結果還指出，在其他位置（Pb(2)位點）進行銅取代似乎沒有這樣的特性，這凸顯了讓銅取代適當位點獲得超導樣品在合成方面的挑戰(zhàn)。

總的來說，這項研究為理解銅取代磷酸鉛礦物中的超導性質提供了重要線索，并為進一步研究這類材料的超導性質提供了動力。

簡而言之，勞倫斯伯克利國家實驗室研究表明，韓國團隊的LK-99材料在理論層面上確實有可能具有“室溫超導”的特性。不過，這需要銅滲透到分子中特定的位置才能實現(xiàn)超導，這意味著該材料要在現(xiàn)實中進行合成制備具有較高的難度。

昨日，韓國研究團隊成員美國威廉瑪麗學院物理系研究教授Hyun-Tak Kim在回復記者時表示，其團隊制造的LK-99室溫超導材料或許可以在一個月之內被復制，其成員也會對任何制作LK-99遇到困難的人進行指導。

如果有人能夠攻破室溫常壓超導，并最終實現(xiàn)商用，其巨大的價值很有可能開啟第四次工業(yè)革命。

（作者趙昊）
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