Bステーションのアップマスター@关山口男技术师が華中科技大学が「LK-99」を合成・検証する動画を公開した。
この結晶の反磁性効果（部分浮上）はビデオで見ることができます。しかし彼によると、この結晶は反磁性はあるものの比較的弱く、いわゆる「ゼロ抵抗」はなく、全体的な性能は半導体曲線のようだという。同氏は、たとえLK-99に超電導相があったとしても、それは依然として微量の超電導不純物であり、連続した超電導パスを形成することはできないと考えている。
華中科技大学材料科学院博士研究員のウー・ハオ氏と博士課程学生のヤン・リー氏が、張海新教授の指導のもと、LK-99の検証と合成に成功したという。世界で初めて磁気浮上可能な結晶であり、試料の磁気浮上角度が大きくなり、真の非接触超電導磁気浮上の実現が期待されます。
ただし、わずか数十ミクロンの大きさのサンプルの抵抗を測定するにはサンプルを破壊してしまうため、チームは現時点ではマイスナー効果しか検証していないとも述べた。
マイスナー効果は、超電導体が一般状態から超電導状態に相転移する際の磁場の反発です。1933 年にヴァルター マイスナーとロバート オクセンフェルトによって発見されました。超電導スズと鉛のサンプルの外側の磁場を測定したときに見つかりました。
簡単に言うと、超電導体は弱い磁場下では磁束をほぼ「反発」するため、力線は超電導体を貫通できないため、超電導体の定義であるマイスナー効果の下では導電率は無限大とみなすことができます。
磁場の存在下で、サンプルは超伝導相転移温度以下に冷却されました。相転移温度以下では、サンプルは内部の磁場のほぼすべてを打ち消し、この効果は間接的にのみ検出されました。
一方、超電導体も磁束保存則に従うため、内部の磁場が減少すると外部の磁場が増加します。この実験は、超電導体が完全な電気導体以上のものであり、超電導状態に独特の定義特性を提供することを初めて実証した。
注目に値するのは、「室温超電導」を再現した世界中の主要な機関の中で、部分的に成功を収めているのは華中科技大学だけであるようだということである。
先週、韓国の研究者らはプレプリントプラットフォームarXivに2本の論文を発表し、初の室温常圧超伝導体を発見したと主張した。
論文抄録（DeepL翻訳）
論文 1 ( https://arxiv.org/abs/2307.12008 ):
我々は、修飾鉛アパタイト（LK-99）構造を有する常圧で動作する室温超伝導体（Tc 400 K、127℃以上）の合成に世界で初めて成功した。臨界温度 (Tc)、ゼロ抵抗率、臨界電流 (Ic)、臨界磁場 (Hc)、およびマイスナー効果は、LK-99 の超電導性を証明します。LK-99 の超電導は、温度や圧力などの外部要因ではなく、わずかな体積収縮 (0.48%) によって引き起こされる小さな構造変形に起因します。収縮は、Pb(2)-リン酸塩絶縁ネットワーク内の Pb2+(2) イオンが Cu2+ に置換されることによって引き起こされ、応力が発生します。それは同時に円筒形ピラーの Pb(1) に移動し、円筒形ピラーの界面の変形を引き起こし、それによって界面に超伝導量子井戸 (SQW) が形成されます。熱容量の結果は、新しいモデルが LK-99 の超伝導を説明するのに適していることを示しています。LK-99 は独自の構造により、界面に小さなねじれ構造を維持することができます。これは、LK-99 が室温および常圧で超電導を維持し、発現するために最も重要な要素です。
論文 2 ( https://arxiv.org/abs/2307.12037 ):
Pb10-xCux(PO4)6O(0.9<x<1.1)の組成を有する修飾鉛アパタイト結晶構造であるLK-99と名付けられた材料を、固体法を使用して合成した。この材料は、超電導臨界温度 Tc を超えると Pb(6s1) のオーミック金属特性を示し、室温および大気圧で Tc を下回ると超電導体のマイスナー効果浮遊現象を示します。LK-99 サンプルの Tc は 126.85°C (400 K) を超えています。私たちの分析によると、この材料の室温超伝導の可能性は主に 2 つの要因に起因しています: 1 つは鉛の代わりに銅を使用することによる絶縁体 - 金属転移によって引き起こされる体積収縮であり、もう 1 つは Tc 凝縮した一次元での超伝導です。 (D) 鎖 (c 軸に沿った Pb2-O1/2-Pb2) の構造変形は、サイト反発クーロン相互作用によって強化されます。一次元 BR-BCS 理論を使用して室温 Tc のメカニズムを議論します。
研究者らは、鉛ベースの銅ドープ材料 LK-99 (Pb10-xCux (PO4) 6O を表す) について説明しています。これは、2 つの材料 Pb2 (SO4) O と Cu3P を 1:1 の比率で真空石英中で加熱することによって得られます。 925℃後にチューブを成形します。その製造プロセスは複雑ではないため、世界各地の研究所が結果を検証し、近いうちに結果を公表することが期待されている。。
