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“室溫超導(dǎo)”片尾曲:我國(guó)科學(xué)家成功合成變種磷灰石與銅藍(lán)礦的共混物并引發(fā)超導(dǎo)相

來(lái)源: 責(zé)編: 時(shí)間:2024-06-27 07:52:51 166觀看
導(dǎo)讀 6 月 26 日消息,真可愛(ài)呆、洗芝溪團(tuán)隊(duì)合成了一個(gè)變種磷灰石與銅藍(lán)礦的共混物,在近室溫和低溫下分別引發(fā)了兩種超導(dǎo)相(IT酷哥注:明確提到“超導(dǎo)相”而非之前的“疑似超導(dǎo)相”),相關(guān)成果已于昨日發(fā)表在 arXiv 上。這

6 月 26 日消息,真可愛(ài)呆、洗芝溪團(tuán)隊(duì)合成了一個(gè)變種磷灰石與銅藍(lán)礦的共混物,在近室溫和低溫下分別引發(fā)了兩種超導(dǎo)相(IT酷哥注:明確提到“超導(dǎo)相”而非之前的“疑似超導(dǎo)相”),相關(guān)成果已于昨日發(fā)表在 arXiv 上。RU128資訊網(wǎng)——每日最新資訊28at.com

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這項(xiàng)成果是在去年鬧得沸沸揚(yáng)揚(yáng)的韓國(guó) LK99“室溫超導(dǎo)”材料基礎(chǔ)上進(jìn)行的研究,通過(guò)在磷灰石框架中大量摻雜硫,合成了一種主要由變種磷灰石和黃銅礦(硫化銅)組成的新混合物。RU128資訊網(wǎng)——每日最新資訊28at.com

其中,變種磷灰石成分顯示出近室溫超導(dǎo)電性(轉(zhuǎn)變溫度約在 250-260K),銅藍(lán)礦亦可能被誘導(dǎo)出另一個(gè) 30K 左右的低溫超導(dǎo)相。RU128資訊網(wǎng)——每日最新資訊28at.com

他們觀察到在約 260 K 時(shí)出現(xiàn)顯著的抗磁性,并在 30 K 以下急劇下降,表明存在兩種超導(dǎo)相共存的現(xiàn)象。上臨界磁場(chǎng)在 250 K 時(shí)大于 1000 Oe。此外,電測(cè)量顯示電流-電壓曲線偏離正常的線性關(guān)系,表明存在零電阻效應(yīng),臨界電流在 140 K 時(shí)約為 50 μA.RU128資訊網(wǎng)——每日最新資訊28at.com

這項(xiàng)研究表明,這些材料在接近室溫和低溫下都可能表現(xiàn)出超導(dǎo)性,這對(duì)未來(lái)超導(dǎo)材料的研究和應(yīng)用具有重要意義。RU128資訊網(wǎng)——每日最新資訊28at.com

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對(duì)此,洗芝溪教授解釋稱,這一年內(nèi)發(fā)表的三篇論文代表了團(tuán)隊(duì)的三個(gè)里程碑:第一次研究依然沿用韓國(guó)人的基本工藝,第二次在原工藝基礎(chǔ)上引入了水法泡硫,而最新這一篇直接拋棄了火法路線,從原料磷灰石開(kāi)始就采用全程水法。RU128資訊網(wǎng)——每日最新資訊28at.com

我們現(xiàn)在所報(bào)道的樣品,除了里面存在的磷灰石結(jié)構(gòu)是與去年韓國(guó)團(tuán)隊(duì)報(bào)道的 LK-99 有類似之處以外,基本可以認(rèn)為是一個(gè)全新的研究成果。RU128資訊網(wǎng)——每日最新資訊28at.com

一是合成工藝。與韓國(guó)的高溫?zé)Y(jié)完全不同,我們從原料開(kāi)始采用的都是水熱法合成,沒(méi)有經(jīng)過(guò)高溫?zé)Y(jié),樣品質(zhì)地軟脆,但更易提純。RU128資訊網(wǎng)——每日最新資訊28at.com

二是原料。我們沒(méi)有像韓國(guó)人那樣采用黃鉛礦和磷化亞銅,而是用的硝酸鹽、磷酸鹽和硫化物等作為原料。韓國(guó)人的方法中經(jīng)歷了接近熔點(diǎn)的高溫,所以磷、硫等元素都有變價(jià),會(huì)形成十分復(fù)雜的混合物,很難保證導(dǎo)電性不是來(lái)自磷化亞銅和硫化亞銅。而我們的水法過(guò)程溫度低、沒(méi)有強(qiáng)氧化還原性,這些酸根基本不會(huì)變價(jià),更不會(huì)出現(xiàn)金屬銅或亞銅的情況。RU128資訊網(wǎng)——每日最新資訊28at.com

三是元素成分和配比。韓國(guó)人最初 LK-99 的投料比是 9 鉛 1 銅的磷灰石。而我們現(xiàn)在的配比是 9 銅 1 鉛,主要成分是銅,引入少量的鉛只是為了讓結(jié)構(gòu)更加穩(wěn)定。正如文中介紹,無(wú)鉛配方同樣能形成超導(dǎo),但結(jié)構(gòu)很不穩(wěn)定、重復(fù)性很差,所以我們沒(méi)有作為主力樣品報(bào)道。RU128資訊網(wǎng)——每日最新資訊28at.com

四是結(jié)構(gòu)。我們目前的樣品中殘留有少量未被硫摻雜取代的原料磷灰石,它與 LK-99 的主成分類似,但我們認(rèn)為它不具備有效活性。真正具有活性的是硫取代后的變種磷灰石,及其周圍更加豐富的銅藍(lán)礦。我們認(rèn)為,變種磷灰石與銅藍(lán)礦互為共生關(guān)系,前者具有較大晶格畸變,晶格常數(shù)很小,無(wú)法單獨(dú)穩(wěn)定存在。銅藍(lán)礦相當(dāng)于給磷灰石加了個(gè)壓。RU128資訊網(wǎng)——每日最新資訊28at.com

由此猜測(cè),韓國(guó)人最初的確看到了所謂“超導(dǎo)的幽靈”,因?yàn)樵谒麄兡莻€(gè)大雜燴的合成中,難以避免里頭會(huì)反應(yīng)出微量的硫代銅磷灰石結(jié)構(gòu),所以能看到一些微弱的疑似信號(hào),并給了我們最初的啟示。RU128資訊網(wǎng)——每日最新資訊28at.com

但他們那個(gè)合成,并不漂亮。RU128資訊網(wǎng)——每日最新資訊28at.com

值得一提的是,洗芝溪教授還提到,真可愛(ài)呆要直播測(cè)試這種材料的超導(dǎo)磁場(chǎng)效應(yīng),大家可以期待一下。RU128資訊網(wǎng)——每日最新資訊28at.com

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