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室温超导体LK-99的合成与结构分析

2023-08-02 22:19:27 来源：哔哩哔哩小 中

近日，韩国科学家Sukbae Lee等人成功合成了室温超导体。研究表明，它能在T=400K下工作，具有改性铅磷灰石（LK-99）结构。

(资料图)

论文指出，LK-99的合成涉及黄铅矿（Lanarkite, ）与的反应。

（1）黄铅矿（Lanarkite）的制备。

Lanarkite的分子式可写为，其晶体学数据为：

a = , b = , c = , β = °

论文指出，Lanarkite是通过混合硫酸铅和氧化铅制备的，将反应物置于开放式氧化铝坩埚中，在725ºC下反应24小时即可得到Lanarkite。

（2）磷化铜的制备。

将Cu和P粉末按每个组成比例混合。样品被转移到石英管中。将管在的真空下密封，并在550°C下反应48小时。从管中取出后，获得深灰色铸锭并将其粉碎，及得到磷化铜粉末。

（3）LK-99的制备。

将Lanarkite和以1∶1的摩尔比均匀混合，将其放入反应管中，在的真空下密封并在925℃下反应10小时，最终合成了LK-99（如下）。

作者通过X射线光电子能谱谱图分析、PPMS热容测量法等方式，探明其结构为（如下）

X射线光电子能谱（XPS）数据：

经结构分析，得LK-99的c轴俯视图：

作者指出，他们预先对LK-99的评估为，x = ~ ，由于Cu(Ⅱ)离子(87pm)小于Pb(Ⅱ)离子，导致体积减少%(133pm)。他们指出：

The stress was occurred in the network portion and then affected the appearance ofsuperconductivity.

另有学者给出以下研究成果（网图，未知其出处）。

本月1日，Up主@关山口男子技师发布视频，给出了LK-99的验证。

华中科技大学材料学院博士后武浩、博士生杨丽，在常海欣教授的指导下，成功首次验证合成了可以磁悬浮的LK-99晶体，该晶体悬浮的角度比Sukbae Lee等人获得的样品磁悬浮角度更大，有望实现真正意义的无接触超导磁悬浮。

我只是一个热爱化学的普通高中生，所以本文也只是侧重其合成与结构，并在原论文的基础上加了一点点我的理解。其间恐怕多有疏漏，烦请斧正awa

事实上，超导的属性既包含抗磁性，又要求零电阻。现在恐怕只给出了LK-99有部分抗磁性的证明，但电学研究还不充分，无法断定韩国研究的真伪。

所以我们说：让子弹再飞一会儿罢！

【参考文献】

1. S. Lee, J. Kim, and . Kwon, arXiv: (2023).

2. S. Lee, J. Kim, . Kim, S. Im, S. An, . Auh, arXiv: (2023).

3. S. Lee, J. Kim, . Kim, S. Im, S. An, . Auh, J. Korean Cryst. Growth Cryst. Technol., 33, 61 (2023).

（完，2023年8月2日）

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