含Cu₂S的LK-99中的一级结构相变

作者: 朱世林,吴伟,李政,雒建林

来源: 中科院物理所

发布日期: 2023-12-04 17:01:46

中国科学院物理研究所的研究团队通过对LK-99材料的分析,发现其电阻率急剧下降的原因是Cu2S的一级结构相变,而非超导现象。这一发现解开了LK-99“室温超导”之谜。

2023年7月22日韩国高丽大学Sukbae Lee等人宣称在Pb10-xCux(PO4)6O (0.9<x<1.1)中观测到127℃(400开尔文)温度下的超导转变,他们以两位主要发现者Sukbae Lee和Ji-Hoon Kim的姓氏缩写以及最初发现的年代1999年,将这种材料命名为LK-99。

室温超导体在电力传输、强磁场和信息等领域都具有巨大应用前景,可能导致能源领域的重大变革,甚至引起新的工业革命。因此LK-99不仅受到科研工作者的关注,也吸引了众多非专业人士的讨论,在社交媒体上被争相报道。随后,若干科研团队尝试重复LK-99的实验,然而,没有任何人观测到完全抗磁性(也称迈斯纳效应)和零电阻行为。最神秘的是电阻率急剧下降的原因是什么,是否和超导电性有关系。

中国科学院物理研究所/北京凝聚态物理国家研究中心极端条件实验室EX1组的研究生朱世林,吴伟、李政副研究员和雒建林研究员对韩国团队的论文进行仔细分析,发现其制备方法导致LK-99中存在大量Cu2S杂质。Cu2S在400K附近会发生结构相变,从高温六角相变为低温下的单斜相,Cu2S的电导以及热膨胀系数在相变温度会发生明显的变化,因此猜测LK-99的超导电阻陡变行为可能是杂质Cu2S导致。

他们测量纯Cu2S发现在400K附近电阻率变化3-4个数量级,与LK-99中所谓的超导行为相似。然而这种结构相变为一级相变,在升降温测量时能会有迟滞行为,这与二级相变的超导转变完全不同。

为了重复韩国团队LK-99的实验,他们又制作了含不同Cu2S杂质的LK-99样品,样品S1 (LK-99含5%的Cu2S)和S2 (LK-99含70%的Cu2S),发现它们的电阻都在所谓的超导转变处发生变化,其中S2样品与韩国团队报道的行为高度相似。他们在电阻和磁化率测量中都观测到了迟滞行为后,磁化曲线也是标准的弱抗磁行为。

这些都和超导行为完全不同,因此断定LK-99中观察到的电阻下降行为起源于Cu2S的一级结构相变,而LK-99并非室温超导体。

UUID: 36dab604-16f4-471a-add6-1339c691cb1b

原始文件名: /home/andie/dev/tudou/annot/AI语料库-20240917-V2/AI语料库/中科院物理所公众号-pdf2txt/2023/中科院物理所_2023-12-04_含Cu₂S的LK-99中的一级结构相变 | 进展.txt

是否为广告: 否

处理费用: 0.0033 元