LK-99

LK-99 — это материал, который предположительно является сверхпроводником при комнатной температуре и нормальном атмосферном давлении. Представляет собой твёрдое вещество серо-черного цвета.^[1] Материал имеет поликристаллическую гексагональную структуру, основанную на модификации содержащего свинец апатита. Авторы исследования утверждают, что критическая температура сверхпроводника (то есть температура, до которой он сохраняет сверхпроводимость) составляет 400 K (127 °C) ^[2] ^[1].

Химический состав LK-99 можно приблизительно описать формулой Pb₉Cu₁(PO₄)₆O, то есть по сравнению с чистым апатитом (Pb₁₀(PO₄)₆O) ^[3] примерно четверть ионов свинца Pb(2) замещены ионами меди Cu(II).^[1] Эта частичная замена ионов Pb²⁺ (чей диаметр составляет 133 пикометра) ионами Cu²⁺ (диаметром 87 пм) вызывает уменьшение объема на 0,48%, создавая внутреннее напряжение внутри вещества.^[1] Внутреннее напряжение создаёт квантовую яму гетероперехода между Pb(1) и кислородом внутри иона фосфата ([PO₄]^3-).^[1]^:10 LK-99 демонстрирует эффект Мейснера (магнитную левитацию), для чего вещество наносится на немагнитный образец меди с использованием химического осаждения из паровой фазы.^[1]^:4 Чистый свинцовый апатит является изолятором, но благодаря легированию медью LK-99 является сверхпроводником или, при более высоких температурах, металлом. ^[3]^:5

Материал был исследован командой, которую возглавляют Сокпэ Ли (Sukbae Lee), Чжихун Ким (Ji-Hoon Kim) из Korea Institute of Science and Technology — версия статьи «Корейский институт науки и технологий» на английском языке Корейского института науки и технологий (англ.) (рус. (KIST). ^[1]^:1 По состоянию на 26 июля 2023 статья об открытии LK-99 не прошла экспертной рецензии, также не было получено независимого подтверждения воспроизводимости заявленных в ней результатов^[4].

СинтезПравить

Ли, Ким и др. синтезировали LK-99 ^[3]^:2 из оксида-сульфата свинца(II) и фосфида тримеди. Кристаллы Pb₂(SO₄)O и Cu₃P измельчали в порошок, перемешивали и помещали в герметичную пробирку, а затем в вакууме (при давлении менее 10^-3 торр) нагревали до 925 °С в течение 5–20 часов^[3]:

Pb₂(SO₄)O + Cu₃P = Pb_10-x Cu_x(PO₄)₆O + S,

где 0,9 < x < 1,1.

СвойстваПравить

Критическая температура: более 400 K.

Критический ток: более 250 мА при температуре 298 К, и 7 мА при температуре 400 К.

НазваниеПравить

Название LK-99 образовано из фамилий двух открывателей: доктора Ли и доктора Кима, а также года открытия (1999).^[5] Заявка на патент была подана в 2021 г. и удовлетворена 3 марта 2023 г.^[6] Корейская заявка на регистрацию товарного знака «LK-99» была подана Исследовательским центром квантовой энергии 4 апреля 2023 г.^[7]

ПримечанияПравить

↑ ¹ ² ³ ⁴ ⁵ ⁶ ⁷ Lee, Sukbae; Kim, Ji-Hoon & Kwon, Young-Wan (2023-07-22), The First Room-Temperature Ambient-Pressure Superconductor, arΧiv:2307.12008.
↑ Lee, Sukbae; Kim, Ji-Hoon; Im, Sungyeon; An, Soomin; Kwon, Young-Wan; Ho, Auh Keun (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.
↑ ¹ ² ³ ⁴ Lee, Sukbae; Kim, Ji-Hoon; Kim, Hyun-Tak; Im, Sungyeon; An, SooMin & Auh, Keun Ho (2023-07-22), Superconductor Pb_10−xCu_x(PO₄)₆O showing levitation at room temperature and atmospheric pressure and mechanism, arΧiv:2307.12037.
↑ Race is on for room temperature superconductor
↑ Kim, Ji-Hoon About (неопр.). — «working on superconducting materials again, and finally, succeeded in synthesizing a room temperature and atmospheric pressure superconductor (RTAP-SC) … named LK99 (first discovered as a trace by Dr. Lee and Dr. Kim in 1999).» Дата обращения: 26 июля 2023.
↑ 이석배; 김지훈 & 권영완, "Ceramic composite with superconductivities over room temperature at atmospheric condition and method of manufacturing the ceramic composite", KR published 2023027536A1, published 2023-03-02
↑ LK-99, Korea Intellectual Property Rights Information Service (Korean Intellectual Property Office) (no. 4020230059989), 2023-04-04, <http://engdtj.kipris.or.kr/engdtj/grrt1000a.do?method=biblioTMFrame&masterKey=4020230059989&index=0&kindOfReq=A&valid_fg=>

Внешние ссылкиПравить

[sukbae-2023-1] ¹ ² ³ ⁴ ⁵ ⁶ ⁷ Lee, Sukbae; Kim, Ji-Hoon & Kwon, Young-Wan (2023-07-22), The First Room-Temperature Ambient-Pressure Superconductor, arΧiv:2307.12008.

[sukbae-2023b-2] Lee, Sukbae; Kim, Ji-Hoon; Im, Sungyeon; An, Soomin; Kwon, Young-Wan; Ho, Auh Keun (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.

[sukbae-2023-2-3] ¹ ² ³ ⁴ Lee, Sukbae; Kim, Ji-Hoon; Kim, Hyun-Tak; Im, Sungyeon; An, SooMin & Auh, Keun Ho (2023-07-22), Superconductor Pb_10−xCu_x(PO₄)₆O showing levitation at room temperature and atmospheric pressure and mechanism, arΧiv:2307.12037.

[4] Race is on for room temperature superconductor

[kim-linkedin-5] Kim, Ji-Hoon About (неопр.). — «working on superconducting materials again, and finally, succeeded in synthesizing a room temperature and atmospheric pressure superconductor (RTAP-SC) … named LK99 (first discovered as a trace by Dr. Lee and Dr. Kim in 1999).» Дата обращения: 26 июля 2023.

[patent-2021-6] 이석배; 김지훈 & 권영완, "Ceramic composite with superconductivities over room temperature at atmospheric condition and method of manufacturing the ceramic composite", KR published 2023027536A1, published 2023-03-02

[trademark-7] LK-99, Korea Intellectual Property Rights Information Service (Korean Intellectual Property Office) (no. 4020230059989), 2023-04-04, <http://engdtj.kipris.or.kr/engdtj/grrt1000a.do?method=biblioTMFrame&masterKey=4020230059989&index=0&kindOfReq=A&valid_fg=>

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]