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韩国室温超导LK-99竟是铁磁性材料？不可能超导？北京大学和普林斯顿大学已差别制取出样品并进行测量，恶果发现它可能是铁磁性材料，而且表面上可能不利于超导。

事情越来越吵杂了，LK-99横空出世短短10多天，其身世之谜不但莫得被揭开，反而越来越扑朔迷离，我致密了一下各路科学大神破解的LK-99身世，整个有室温超导、疑似低温超导、抗磁性材料、铁磁性材料、半导体、超导-绝缘相共存的异相化合物，而表面上则造成了LK-99结组成心于超导和不利于超导，两个迥然相异的矛盾不雅点。

那么LK-99究竟是什么材料，其结构究竟是不是具有超导的后劲呢？

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扑朔迷离的LK-99身世

室温超导体：这是始作俑者，韩国LK-99团队的不雅点，团队坚称LK-99是室温超导体，但论文数据遭到多数质疑，被认为不及以辅助室温超导的超卓说法。团队主要出来发声的是好意思国韩裔物理学家金炫卓教养，我详备追踪了他的整个发言，嗅觉照旧无法证明是室温超导。

金教养提供了另一个半悬浮的样品视频，主要不雅点是LK-99抗磁性是石墨的23倍到5450倍，除了超导，莫得其他解释，但我以为这句话逻辑上无法自洽。

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疑似低温超导体：东南大学制取的样品在110K出现零电阻，商榷东说念主员认为这是超导性的蹙迫根据，但莫得不雅测到显然的迈斯纳效应。

抗磁性材料：多家机构复制的LK-99材料均检测到抗磁性，部分样品出现半悬浮，但莫得超导性。

铁磁性材料：北京大学和普林斯顿大学刚发布论文，认为是铁磁性材料，我背面再详说。

半导体：北京航空航天大学样品莫得不雅察到悬浮或抗磁性，但材料发扬出半导体看成。

超导-绝缘相共存的异相化合物：西班牙、好意思国、亚好意思尼亚三家机构根据以往本质数据，认为LK-99可能是超导相和绝缘相共存的异相化合物，需更仔细地再行查验以阐发其室温超导性。

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在表面上，此前多国科研机构发布论文，包括中科院、好意思国劳伦斯伯克利国度本质室等，都认为铜掺杂后造成的平带电子结组成心于超导性的造成，以致乐不雅的还认为，在这种结构中抗磁势必超导，或者通过在氧脑怒中退火还可能大大改善其超导性能。

但昨天，北京大学和普林斯顿大学却差别发布了两篇论文，认为LK-99有可能是铁磁性材料，普林斯顿还认为LK-99的结构不利于超导的造成。

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LK-99是铁磁性材料？

北大团队在论文中暗示，他们合成的类LK-99样品在强磁场中不雅察到了半悬浮效应，但磁化率测量发现样品存在软铁磁性因素，呈现铁磁性回线。大片样品的磁化率不错看作线性反磁性和铁磁性的雷同，小片悬浮样品出现体式各向异性，商榷东说念主员揣测半悬浮是软铁磁性和样品体式效应共同作用的恶果。此外，电阻测试也莫得不雅察到超导迹象。

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与此同期，普林斯顿大学团队也合成了LK-99样品，单晶X射线衍射发现其与韩国样品一致，但这种材料是透明的，搁置了它具有超导的可能性。表面磋商标明，LK-99很可能含有OH阴离子而不是O2阴离子，从热力学角度来看，铜的替代瑕瑜常不利的，声子谱也披露晶体结构不踏实。即使能掺杂进去，材料也不太可能产生超导性，而更可能是造成铁磁性，或面外反铁磁性（out-of-plane antiferromagnetism）。

发现什么莫得？这和北大团队的商榷可谓殊途同归，也即是说，无论从本质照旧表面上，LK-99材料发扬出的半悬浮效应，很可能是源自其铁磁性，而并非超导性。

这是第一次有商榷认为LK-99是铁磁性材料，好多东说念主就有疑问了，LK-99内部又莫得铁、钴、镍，奈何可能是铁磁性材料呢？

不含铁钴镍的铁磁性材料

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物体的磁性是由物资中的电子产生的。电子既有电荷，又有自旋，欧博正网十分于细小的电流圈，具有磁矩，换句话说，它们本人即是细小的磁铁。要是物资中电子的磁矩省略陈设成一定的有序现象，那么它们就会造成一个宏不雅的磁场，这即是磁性的起原。

不同物资中电子的磁矩陈设形态不同，就导致了不同类型的磁性。

最强的一种是铁磁性，物资中的电子省略自觉地陈设成相易标的，造成一个浩大且踏实的磁场。这种自得只在一些特定的物资中发生，举例铁、钴、镍等金属，以及一些含有这些金属元素或者稀土元素（如钕、钆等）的合金或化合物。这些物资被称为铁磁性材料，不错被制成弥远磁铁，或者在外部磁场作用下被磁化。

那么，为什么一些不含铁、钴、镍等金属的物资也会有铁磁性呢？

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这是因为铁磁性并不皆备取决于物资中是否含有这些金属元素，而更取决于物资中电子的陈设形态和相互作用。要是一个物资中存在一定数目和分散的未成对电子，而且这些电子之间有豪阔强的交换作用，那么它们就有可能造成铁磁性。交换作用是一种量子力学效应，它使得相邻原子或分子中具有相背自旋标的的电子省略缩小系统能量，从而倾向于保合手自旋平行。交换作用是导致铁磁性材料中电子自觉对皆的主要原因。

是以要是一个物资恬逸了以上两个条目（未成对电子和交换作用），那么它就有可能发扬出铁磁性，即使它不含铁、钴、镍等金属元素。事实上，科学家们依然发现了一些非金属或半金属材料具有铁磁性，举例氧化锰（MnO）、氧化铕（EuO）、碲化锰（MnTe）等。这些材料中都含有未成对电子，而且具有较强的交换作用，因此省略在一定温度边界内产生铁磁性。

是以从这少许来看，不含铁钴镍就不是铁磁性材料这个是说法是造作的，那么LK-99产生铁磁性，也就并不一定是不可能的了。

透明材料不超导？

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你可能真贵到了前边普林斯顿大学的论文中有一句话，由于这种材料是透明的，搁置了它超导的可能性，那么为什么透明就不超导呢？我在网上找到了一个恢复，来自加州大学戴维斯分校物理学副教养、凝华态物理学家因娜·维希克。

对于一个块状材料来说，既是导体又是透明的是一个水火不容的说法。因为要思让一个块状材料对某个频率的光透明，它就必须有一个比阿谁频率大的带隙，这样清明才不会被电子给与或反射。但要是一个材料有一个很大的带隙，它就不会有好多不错出动的电子，也就不成让电畅达过。是以，一般来说，金属等导体都不会对可见光透明。

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那么超导体与金属有什么不同呢？基本上莫得。超导体对低频光骨子是透明的，这是由超导能隙决定的，但在低温超导体中，这些光频率在太赫兹边界，高温超导体在远红外边界，都不是可见光，因此超导体对光来说是不透明的。

而要让导体透明，就需要把材料作念得相当薄，唯一豪阔薄，任何材料都会变得透明，包括金属。这样带隙的影响会减小，就不错既透明又具有一定导电性了。那么金属（或超导体）要多薄才会透明呢？根据电导率不同约莫是2-10纳米，骨子因为脱落的散射可能还不错更厚一些，但也仅此良友。

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是以普林斯顿大学的意旨意思意思就很显然了，他们制备出来的LK-99样本这样厚，又是透明的，因而搁置它是超导体的可能。

但我发现维希克说了一个例外情况，那即是高温超导铜氧化物是一种额外的超导体，它们有一个比泛泛金属低的等离子体频率，是当年边那段对于透明和超导之间干系的面孔并不适用于它们。

你又发现什么莫得？LK-99是铜掺杂的铅磷灰石，内部铜和氧的因素都有了，会不会亦然例外的情况呢？

是以今天致密一下，到当今完了，LK-99究竟是不是室温超导还莫得定论，又出来一种新的不雅点，认为它可能是一种铁磁性材料。的确是公说公有理，婆说婆有理，可能要堕入永恒的争执中了。但我也思告诉一又友们的是，要是有东说念主或媒体信誓旦旦斩钉截铁地说，LK-99依然被证实是室温超导，或者依然被证伪不是室温超导，那笃定是瞎掰八说念，莫得科学教育的发扬。

需要说明的是，普林斯顿大学这篇论文似乎还莫得发表，我是在马里兰大学凝华态表面中心共享的信息里下载的，标题是：Pb9Cu(PO4)6(OH)2的声子带结构、局域平坦带磁性、模子与化学分析（Pb9Cu(PO4)6(OH)2: Phonon bands, Localized Flat Band Magnetism, Models, and Chemical Analysis），网上暂时还莫得。

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