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常温超导系列:华中科技大学合成LK-99样本实现常温悬浮

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华中科技大学相关团队在8月2日提交的该项实验报告。该研究成功合成了LK-99晶体,首次实现了在室温下磁悬浮的较大悬浮角度。预计在不久的将来能够实现室温下真正的非接触式超导磁悬浮的潜力。

实验采用固相法合成了化学组成为Pb10-xCux(PO4)6O (0.9<x<1.1)的LK-99样品,与Sukbae Lee等人报道的方法类似。合成过程中的温度变化图像如图1-a所示。

图1-a:合成过程中的温度变化图像

图1-b和1-c展示了合成得到的LK-99晶体的光学照片和显微镜图像。

图1-d展示了LK-99的晶体结构,其中的四个Pb(2)原子中的一个被Cu原子替代。

图1-b和1-c:合成得到的LK-99晶体的光学照片和显微镜图像

图1-d

图2-a和2-b分别展示了样品1(宏观灰黑色块状)和样品2(通过磁排斥形成的微米晶体,呈三角形状,边长约120μm,厚度约20μm)在物性测量系统(PPMS, DynaCool, Quantum Design)中测得的热磁曲线(M-T, 零场冷却(ZFC)和恒场冷却(FC)模式)。

图2-、2b样品1和样品2的ZFC和FC

对于样品1,ZFC曲线和FC曲线分别在约326K和299K处表现出顺磁转变,与Sukbae Lee之前的报道相似。然而,通过磁排斥筛选的微米晶体样品2的顺磁转变温度约为340K,略高于宏观样品,显示出更高的纯度、结晶度和更好的Cu掺杂。这种不同类型样品中的顺磁差异表明了在这种磷酸盐氧化物中的铜-氧诱导的电子能带结构变化的潜在超导机制

图3进一步说明了样品2在室温和大气压力下的悬浮现象,当铁磁体靠近时,样品会升起并与基底完全垂直,悬浮角度比韩国团队LK-99样品在室温下更大。

悬浮现象

此外,该团队还对样品2进行了吸引测试(图4),结果显示当吸引物靠近时,样品没有任何反应,排除了铁磁性的影响。

图4 吸引测试

也就是说,华中科技大学团队成功合成了在室温和常压下具有一致的顺磁转变和较大悬浮角度的LK-99材料。结果显示晶体质量和适当的Cu掺杂非常重要,表明在这种磷酸盐氧化物中存在铜-氧诱导的能带变化的基本潜在超导机制。该团队期待在室温下进行更多一致性测试,以展示LK-99这种磷酸盐氧化物的极大潜力。

标签: #华中科技大学c实验报告