LK-99


LK-99 (з даследавання Lee-Kim 1999) — шэра-чорнае полікрышталічнае злучэнне, атрыманае шляхам легіравання свінцу-апатыту з меддзю. Каманда з Карэйскага ўніверсітэта пад кіраўніцтвам Лі Сукбэ і Кім Джы Хун даследвала гэты матэрыял як патэнцыйны звышправаднік з 1999 года. У 2023 годзе яны апублікавалі прэпрынты, у якіх сцвярджаецца, што матэрыял дзейнічае як звышправаднік пакаёвай тэмпературы з нулявым супраціўленнем і эфектам Мейснера пры тэмпературы да 400 K (127 °C) і ціску навакольнага асяроддзя.

Многія лабараторыі спрабавалі паўтарыць працу і змаглі дасягнуць першых вынікаў ужо праз некалікі тыдняў пасля публікацыі, бо працэс сінтэзу матэрыялу адносна просты. Але станам на 10 жніўня 2023 года існуе ўсё больш шырокі кансэнсус, што матэрыял не з’яўляецца звышправадніком, а падабенства на звышправадніковую існасць матэрыялу ўзнікла з-за прымешак, звычайных для прапанаванага сінтэзу, бо яны могуць выклікаць падзенне супраціву і магнітны водгук у невялікіх аб’ёмах матэрыялу, падобны на пераходы ў звышправадніках.

Нягледзячы на тое, што спробы паўтарэння не прайшлі праз працэс рэцэнзавання ў часопісе, некаторыя з іх былі разгледжаны лабараторыяй матэрыялазнаўства і выявілі ферамагнітную і дыямагнітную прыроду назіранай частковай левітацыі. Іншыя лабараторыі, назіраўшыя частковую левітацыю, падобную апісанай у арыгінальным артыкуле, выявілі дыямагнетызм, але не выявілі звышправоднасці.

Першапачатковыя даследаванні, абвяшчаючыя адкрыццё LK-99, былі загружаныя ў arXiv, архіў прэпрынтаў з адкрытым доступам. Пазней Лі заявіў, што загружаныя прэпрынты былі няпоўнымі, а сааўтар Кім Хён-Так заявіў, што ў адным з дакументаў ёсць недахопы.

Хімічныя ўласцівасці і структура

Хімічны склад LK-99 падобны на Pb9Cu(PO4)6O, у якім — у параўнанні з чыстым свінцова-апатытам (Pb10(PO4)6O) — прыкладна адна чвэрць іонаў Pb(II) у становішчы 2 структуры апатыту замяшчаецца іонамі Cu(II).

Структура падобная да апатыту, крышталаграфічная група Р63/m (№ 176).

Сінтэз

Лі і інш. прапануюць метад хімічнага сінтэзу LK-99 у тры крокі. Спачатку яны вырабляюць ланаркіт з малярнага змяшэння парашкоў аксіду свінцу (II) (PbO) і сульфату свінцу (II) (Pb(SO4)) у суадносінах 1:1 і награваючы да 725 °C (998 K) цягам 24 гадзін:

PbO + Pb(SO4) → Pb 2 (SO4)O.

Далей шляхам змешвання парашкоў медзі (Cu) і фосфару (P) у малярных суадносінах 3:1 у запячатанай прабірцы ў вакууме і з нагрэвам да 550 °C (823 K) на працягу 48 гадзін атрымліваюць фасфід медзі(I) (Cu3P):

3 Cu + P → Cu3P.

Затым крышталі ланаркіта і фасфіду медзі здрабняюць у парашок, змяшчаюць у герметычную трубку ў вакуум і награваюць да 925 °C (1,198 K) на працягу 5-20 гадзін:

Pb2(SO4)O + Cu3P → Pb10- x Cu x(PO4)6O + S (g), дзе 0,9 < x < 1,1.

Існуе шэраг праблем з апісаным вышэй сінтэзам з першапачатковага артыкула. Рэакцыя не збалансаваная, і іншыя даследнікі паведамлялі аб пабочным сінтэзе сульфіду медзі(I) (Cu2S). Для збалансаванай рэакцыяй можа быць:

5 Pb2SO4O + 6 Cu3P → Pb9Cu(PO4)6O + 5 Cu2S + Pb +7 Cu

Многія сінтэзы давалі фрагментарныя вынікі ў розных фазах, калі частка з атрыманых фрагментаў рэагавала на магнітныя палі, а частка не.

Фізічныя ўласцівасці

Некаторыя ўзоры LK-99 дэманструюць моцныя дыямагнітныя ўласцівасці, у тым ліку частковую левітацыю над магнітам, што часам трактуецца як прыкмета звышправоднасці.

Хоць у першых артыкулах сцвярджалася што матэрыял з'яўляецца звышправадніком пакаёвай тэмпературы, але няма назіранняў якіх-небудзь канчатковых прыкмет звышправоднасці, як нулявога супраціўлення, эфекта Мейснера, замацавання патоку, магнітнай успрымальнасці пераменнага току, эфекта Джозэфсана, залежнага ад тэмпературы крытычнага поля і тока, або раптоўнага скачка ўдзельнай цеплаёмістасці каля крытычнай тэмпературы.

Спасылкі

  1. ↑ а б Chang, Kenneth (August 3, 2023). "LK-99 Is the Superconductor of the Summer". The New York Times. Архівавана з арыгінала August 3, 2023. Праверана August 3, 2023.
  2. ↑ а б в г д Lee, Sukbae; Kim, Ji-Hoon; Kwon, Young-Wan (2023-07-22). "The First Room-Temperature Ambient-Pressure Superconductor". arXiv:2307.12008 .
  3. ↑ Lee, Sukbae; Kim, Ji-Hoon; Im, Sungyeon; An, Soomin; Kwon, Young-Wan; Auh, Keun Ho (2023-03-31). "Consideration for the development of room-temperature ambient-pressure superconductor (LK-99)". Korean Crystal Growth and Crystal Technology. Korea Association Of Crystal Growth. 33 (2): 61‒70. doi:10.6111/JKCGCT.2023.33.2.061. Архівавана з арыгінала 2023-07-25. Праверана 2023-07-25.
  4. ↑ Garisto, Dan (2023-07-27). "Viral New Superconductivity Claims Leave Many Scientists Skeptical". Materials science. Scientific American . Архівавана з арыгінала 27 July 2023. Праверана 2023-07-28.
  5. ↑ {{cite news}}: Пустое цытаванне (даведка)Папярэджанні CS1: url-status (link)
  6. ↑ Johnson. A superconductor claim blew up online. Science has punctured it.. The Washington Post (9 жніўня 2023). Архівавана з першакрыніцы 9 August 2023. Праверана 9 жніўня 2023.
  7. ↑ Robinson. LK-99 slammed as 'not a superconductor at all' (англ.). www.theregister.com. Архівавана з першакрыніцы 10 August 2023. Праверана 10 жніўня 2023.
  8. ↑ Padavic-Callaghan. LK-99: Mounting evidence suggests material is not a superconductor (англ.). New Scientist. Архівавана з першакрыніцы 9 August 2023. Праверана 10 жніўня 2023.
  9. ↑ Orf. Well, Seems Like LK-99 Isn't a Room Temperature Superconductor After All. Popular Mechanics (9 жніўня 2023). Архівавана з першакрыніцы 10 August 2023. Праверана 10 жніўня 2023.
  10. ↑ 조승한 (2023-07-28). 강의영 (рэд.). '상온 초전도체 구현' 한국 연구에 국내외 논란..."검증 거쳐야" [Controversy both domestic and abroad regarding Korean development of room temperature superconductor ... "It has to be verified"] . Yonhap News Agency. Архівавана з арыгінала 28 July 2023. Праверана 2023-07-28. ... 논문이 아니며 공개도 의도한 바가 아니라고 선을 그었다. ... 이 대표는 이날 연합뉴스와 통화에서 "다른 저자들의 허락 없이 권 연구교수가 임의로 아카이브에 게재한 것"이라며 "아카이브에 내려달라는 요청을 해둔 상황" 이라고 주장했다. ... 이 대표는 권 연구교수가 퀀텀에너지연구소 최고기술책임자(CTO)로 있었지만 4개월 전 이사직을 내려놓고 현재는 회사와 관련이 없다고도 밝혔다. ... 고려대 관계자에 따르면 권 연구교수는 현재 학교와도 연락이 닿지 않는 상황으로 알려졌다.
  11. ↑ а б в г д Lee, Sukbae; Kim, Ji-Hoon; Kim, Hyun-Tak; Im, Sungyeon; An, SooMin; Auh, Keun Ho (2023-07-22). "Superconductor Pb10−xCux(PO4)6O showing levitation at room temperature and atmospheric pressure and mechanism". arXiv:2307.12037 .
  12. ↑ Kumar, Kapil; Karn, N.K.; Awana, V.P.S. (2023-07-31). "Synthesis of possible room temperature superconductor LK-99:Pb9Cu(PO4)6O". arXiv:2307.16402 .
  13. ↑ Guo, Kaizhen; Li, Yuan; Jia, Shuang (2023-08-06). "Ferromagnetic half levitation of LK-99-like synthetic samples". arXiv:2308.03110 .Guo, Kaizhen; Li, Yuan; Jia, Shuang (6 August 2023).
  14. ↑ Kumar, Kapil; Karn, N. K.; Kumar, Yogesh (2023-08-07). "Absence of superconductivity in LK-99 at ambient conditions". arXiv:2308.03544 .