韩国“室温超导”材料是真是假?美顶尖实验室研究称“理论可行”

来源:财联社

2023-08-01 17:59

据财联社消息,当地时间周一(7月31日),美国顶尖实验室劳伦斯伯克利国家实验室(LBNL)纳米结构材料理论研究员西妮德·格里芬(Sinéad Griffin)发文表示,其使用了密度泛函理论(DFT)和GGA+U方法进行了计算,为近期韩国团队所谓的“室温常压超导材料”提供了理论依据,给超导材料的研究提供了新的方向和启示。

格里芬的这份研究报告发布在预印本arXiv网站上。上周,韩国研究团队在同一平台发布的报告声称发现了“首个室温常压超导体”,引发了全球科学界的关注。

据了解,这个未经证实的潜在超导材料被命名为“LK-99”,是由铅磷灰石稍加变动的六方结构,引入了少量的铜,使其可以在127摄氏度以下表现出超导性。

针对这一发现,格里芬的团队探讨了铜取代磷酸铅矿物中的铅位置对超导性质的影响。

结果显示,在铜取代铅的特定位置时,形成了一个孤立的、特别平坦的铜d带,与其他相关的d带超导体不同,这个系统中的铜d带非常平坦,与邻近的氧离子几乎没有带宽展宽。

这个结果表明,如果之前关于带的平坦性驱动超导性的假设是正确的,那么这个系统中存在着一个更加稳定(更高温度)的超导相,甚至比已经建立的高温超导体系统更稳定。

此外,研究还发现,铜在不同晶胞中的交换相互作用存在偏好,但这个结果是基于铜离子在每个晶胞中都处于相同的取代位置的假设,尽管有点不切实际。

实验结果还指出,在其他位置(Pb(2)位点)进行铜取代似乎没有这样的特性,这凸显了让铜取代适当位点获得超导样品在合成方面的挑战。

总的来说,这项研究为理解铜取代磷酸铅矿物中的超导性质提供了重要线索,并为进一步研究这类材料的超导性质提供了动力。

简而言之,劳伦斯伯克利国家实验室研究表明,韩国团队的LK-99材料在理论层面上确实有可能具有“室温超导”的特性。不过,这需要铜渗透到分子中特定的位置才能实现超导,这意味着该材料要在现实中进行合成制备具有较高的难度。

昨日,韩国研究团队成员美国威廉玛丽学院物理系研究教授Hyun-Tak Kim在回复记者时表示,其团队制造的LK-99室温超导材料或许可以在一个月之内被复制,其成员也会对任何制作LK-99遇到困难的人进行指导。

如果有人能够攻破室温常压超导,并最终实现商用,其巨大的价值很有可能开启第四次工业革命。

(作者 赵昊)

责任编辑:王濛
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