常温超导全球爆火华科大验证合成磁悬浮LK-99晶体

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常温超导全球爆火华科大验证合成磁悬浮LK-99晶体

2023-08-02 06:32:13 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（维权）、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%。

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。

(资料图片)

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。

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（LBNL）纳米结构材料理论研究员西妮德·格里芬（Sinéad Griffin）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制约，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。

（作者：王雪编辑：张伟贤）

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