1. 本文首次報(bào)道了一種新型超導(dǎo)材料LK-99,它在室溫和常壓條件下表現(xiàn)出超導(dǎo)性。通過(guò)電阻率測(cè)量、零電阻效應(yīng)、關(guān)鍵溫度、關(guān)鍵磁場(chǎng)、麥斯納效應(yīng)等多方面驗(yàn)證了其超導(dǎo)性。

2. LK-99的組成為Pb10-xCux(PO4)6O(x=0.9-1.0),屬于改性磷灰石結(jié)構(gòu)。Cu2+部分取代了Pb2+導(dǎo)致體積略有收縮(0.48%)。XRD和XPS結(jié)果表明,Cu2+取代使網(wǎng)絡(luò)部分產(chǎn)生應(yīng)力,并轉(zhuǎn)移到柱狀結(jié)構(gòu)界面,使Pb1原子發(fā)生位移,界面產(chǎn)生量子阱結(jié)構(gòu)。

3. EPR結(jié)果顯示環(huán)狀共振信號(hào),證實(shí)了量子阱的存在。與GaAs/AlGaAs等半導(dǎo)體異質(zhì)結(jié)量子阱超導(dǎo)材料相似。界面量子阱是LK-99超導(dǎo)性的起源。

4. 熱容結(jié)果顯示LK-99的德拜溫度不斷變化,與常規(guī)金屬超導(dǎo)體不同,無(wú)法用電子-聲子模型解釋。量子阱模型更好地解釋了LK-99的超導(dǎo)性。

5. LK-99中的鉤式效應(yīng)、熱電效應(yīng)等也支持其界面約瑟夫森效應(yīng)導(dǎo)致的超導(dǎo)機(jī)理。

6. LK-99具有三維量子阱網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),電流通過(guò)量子阱隧穿傳輸,上下層量子阱間也存在隧道效應(yīng)。

7. Cu2+取代產(chǎn)生的應(yīng)力無(wú)法釋放,適當(dāng)傳遞到柱狀結(jié)構(gòu)界面,使量子阱結(jié)構(gòu)得以形成和穩(wěn)定存在,從而實(shí)現(xiàn)了室溫常壓超導(dǎo)。

8. LK-99的獨(dú)特結(jié)構(gòu)限制了應(yīng)力釋放和結(jié)構(gòu)松弛,是實(shí)現(xiàn)其特殊超導(dǎo)性的最關(guān)鍵因素。

9. LK-99為解析超導(dǎo)物理提供了室溫實(shí)驗(yàn)平臺(tái),在量子計(jì)算、醫(yī)學(xué)影像、航空航天等領(lǐng)域具有廣闊應(yīng)用前景。

10. 本研究開(kāi)創(chuàng)了化學(xué)方法制備室溫超導(dǎo)材料的新途徑,對(duì)深入理解和創(chuàng)制超導(dǎo)材料具有重大科學(xué)意義,是超導(dǎo)物理研究歷史上的一個(gè)全新事件。

原論文鏈接：https://arxiv.org/abs/2307.12008?