常温超导全球爆火 华科大验证合成磁悬浮LK-99晶体
2023-08-01 20:50:08来源:21世纪经济报道
21世纪经济报道记者王雪武汉报道
8月1日午后,超导概念突然爆发,法尔胜直线拉升,13点15分封上涨停;精达股份、中孚实业、创新新材、百利电气等多只个股涨停;西部超导、宝胜股份、联创光电等个股跟涨。当地时间8月1日美股超导概念盘前更是涨势凶猛,涨幅近150%。
(资料图片)
超导为何火成这样?距离发稿4小时前,B站UP主“关山口男子技师”首发视频宣布:他们已合成了可以磁悬浮的LK-99晶体,该晶体悬浮的角度比韩国量子能源研究中心的CEO Sukbae Lee等人获得的样品磁悬浮角度更大,有望实现真正意义的无接触超导磁悬浮。
简介显示,该UP主来自华中科技大学,其所在的团队是由华中科技大学材料学院教授常海欣带领,成员是博士后武浩、博士生杨丽。21世纪经济报道记者采访学校有关部门,确认了其身份。
从发布的视频来看,华中科技大学研究团队合成的LK-99晶体,即是显微镜下的“小黑点”,直径以微米计算。将一块钕铁硼磁体放在其下,“小黑点”随着钕铁硼磁体的靠近和远离,不停地倒下或立起,无论S极还是N极均产生上述反应,即排斥和磁极无关,显现出抗磁性。
(图说:LK-99晶体即为图中黑点部分)
仅在两天前,UP主“关山口男子技师”还在B站上表示,“抗磁性有,比较弱。零阻没有,整体就一半导体曲线,估计如果有超导相,也是微量的超导杂质,不能形成连续的超导通过。”
今天终于复现成功。但该UP主也指出,目前只验证了迈斯纳效应,只有一片几十微米大小的样品,若进一步测电阻还需等下一批样品出来。
同时,室温超导悬浮也有了相关理论进展。今日上午,美国顶尖实验室劳伦斯伯克利国家实验室(LB-NL)纳米结构材料理论研究员西妮德·格里芬(Sinéad Gr-i-f-f-in)当地时间7月31日在 arXiv 上发表论文表示,其使用了密度泛函理论(DFT)和GGA+U方法进行了计算,最终发现铜的取代导致极其狭窄(带宽仅130meV)的平坦带出现在费米能级。从理论上支持了LK-99具有常温超导能力。
据介绍,平坦带与超导关键参数电子态密度有关,是实现高温超导的重要特征。费米能级是一个能量基准,处于这一能带中的电子越多,超导温度也就越高。不过,西妮德·格里芬在论文中也提到,实际合成LK-99有一定难度。
在国内,中国科学院沈阳材料科学国家实验室也进行了计算。研究人员从第一性原理出发,使用从头算(ab initio)方法推算了LK-99的电子结构。结果显示,在费米能级附近,同样有平坦带的出现。而未被铜原子取代的铅磷灰石结构,则是绝缘的。不过,对于LK-99是否具有超导性能,该实验室并未给出明确的结论。
今年以来,室温常压超导领域频发突破性研究成果。7月底,韩国一个科学家团队表示,他们发现了全球首个室温超导材料,一种名为“改性铅磷灰石晶体结构(又称LK-99,一种掺杂铜的铅磷灰石)”的材料,并表示或许在一个月内被复现。
8月1日凌晨,欲与韩国相关研究团队争室温超导材料“第一”的美国泰吉量子公司公布照片称,新发现一种室温超导材料,系一种石墨烯泡沫材料,非常易碎。泰吉量子公司称,“这种独特的II型超导体(专利号:17249094)可在较宽的温度范围内工作,包括远高于室温的温度,从约-100° F(-73° C) 到约302° F (150° C) ——这是在超导体世界中并不常见的一种特性。”
室温超导领域每一次研究成果的发布都引起全球科学家的关注。究其原因,室温超导体最显著的优点之一是其提供了前所未有的能源利用效率。通常来讲,超导体需要温度极低的环境才能实现,这使得它们的实际应用受到严格限制,这些应用主要集中在能源密集型领域。如果能在室温条件下实现超导性,输电和配电系统将因为几乎为零的电阻而不造成任何能量的损失。
浙商证券在研报中指出,室温常压超导的实现有望引领新一轮工业革命。中邮证券则表示,室温超导意味着超长距离无损耗输电得以实现,这将引起全球电力网络的新一轮的基建狂潮,除此之外超导磁体、超导电缆、超导磁悬浮列车等方面均将有所突破。
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