超算掐指一算,感觉超导有戏。就在全世界的科学家们争相做实验的同时,有人为最近韩国科研团队「常温常压超导」研究提供了理论方面的支持。今天,美国劳伦斯伯克利国家实验室(LBNL)在arXiv上提交了一篇论文,其结果支持LK-99作为室温环境压力超导体。目前该论文已经在Twitter上引起了广泛的关注与讨论。有人第一时间看过论文表示:这是一个重大发现,研究提交的速度极快,但其中思考又足够缜密。
在该研究中,LBNL纳米结构材料理论研究员Sinéad Griffin使用美国能源部的计算能力进行模拟,称已经为铜掺杂铅磷灰石的超导性找到了理论基础,费米能级的孤立平带是超导晶体的标志。通过计算机模型,我们从理论上描述了若现实世界中存在常温超导,其材料应具有什么性质。而如今吸引全球关注的LK-99具有这种特殊性质。这可能也是相关研究中,第一个证实了「常温常压超导体」理论可行的。
在论文提交之后,作者第一时间发推:论文drop了,可以睡会儿了。论文题目为“Origin of correlated isolated flat bands in copper-substituted lead phosphate apatite”。论文链接:https://arxiv.org/abs/2307.16892。
方法概览本次实验使用了Vienna Ab initio Simulation Package (VASP)进行了所有密度泛函理论(DFT)计算,这是一个用于量子力学计算的软件包。考虑到Cu-d态的低定位,实验应用了Hubbard-U修正。实验还测试了2 eV到6 eV之间的U值,发现实验结果与所有计算值的结果都相似。正文中的结果是U = 4 eV时的结果,该值给出的晶格参数与实验结果相差1%。
此前,人们对于高温超导的可信度持续存疑,多个国家的实验室纷纷表示复现失败。近日,北航与中科院沈阳材料科学国家实验室有关复现LK-99的论文中均表示结果不理想。韩国团队则在arXiv上重新上传了自己的论文。而最新的消息,重新给了我们以希望。至少提交论文的这个伯克利实验室,不是家普通的机构。
劳伦斯伯克利国家实验室(Lawrence Berkeley National Laboratory,LBNL),简称伯克利实验室,是一家由加利福尼亚大学系统为美国能源部(DOE)运营的多学科研究机构。其主要的研究范围包括基础能源科学、生物和环境系统科学、先进科学计算、物质基本属性、未来加速器、可持续发展的能源技术等。
从1950年代至今,伯克利实验室一直是国际物理研究中心之一,共有12名与伯克利实验室相关的研究人员获得了诺贝尔奖。新研究的唯一作者Sinéad Griffin,现任LBNL的纳米结构材料理论研究员,她于2014年在苏黎世联邦理工学院获得博士学位。她的研究方向主要在于结合分析和计算方法来理解、操纵和设计量子材料的功能特性,包括磁性、多铁性和拓扑顺序,应用范围从量子信息科学到下一代微电子学。
此外,她特别关注于凝聚态科学和高等物理学之间的交叉部分。随着人们对于LK-99等材料的认识逐步清晰,我们或许可以更快找到验证室温超导物质的方法。