LK-99

LK-99 (з даследавання Lee-Kim 1999) — шэра-чорнае полікрышталічнае злучэнне, атрыманае шляхам легіравання свінцу-апатыту з меддзю. Каманда з Карэйскага ўніверсітэта пад кіраўніцтвам Лі Сукбэ і Кім Джы Хун даследвала гэты матэрыял як патэнцыйны звышправаднік з 1999 года. У 2023 годзе яны апублікавалі прэпрынты, у якіх сцвярджаецца, што матэрыял дзейнічае як звышправаднік пакаёвай тэмпературы Шаблон:R з нулявым супраціўленнем і эфектам МейснераШаблон:R пры тэмпературы да Шаблон:Convert і ціску навакольнага асяроддзя.Шаблон:R

Многія лабараторыі спрабавалі паўтарыць працу і змаглі дасягнуць першых вынікаў ужо праз некалікі тыдняў пасля публікацыі, бо працэс сінтэзу матэрыялу адносна просты. Але станам Шаблон:На існуе ўсё больш шырокі кансэнсус, што матэрыял не з’яўляецца звышправадніком, а падабенства на звышправадніковую існасць матэрыялу ўзнікла з-за прымешак, звычайных для прапанаванага сінтэзу, бо яны могуць выклікаць падзенне супраціву і магнітны водгук у невялікіх аб’ёмах матэрыялу, падобны на пераходы ў звышправадніках.

Нягледзячы на тое, што спробы паўтарэння не прайшлі праз працэс рэцэнзавання ў часопісе, некаторыя з іх былі разгледжаны лабараторыяй матэрыялазнаўства і выявілі ферамагнітную і дыямагнітную прыроду назіранай частковай левітацыі. Іншыя лабараторыі, назіраўшыя частковую левітацыю, падобную апісанай у арыгінальным артыкуле, выявілі дыямагнетызм, але не выявілі звышправоднасці.

Першапачатковыя даследаванні, абвяшчаючыя адкрыццё LK-99, былі загружаныя ў arXiv, архіў прэпрынтаў з адкрытым доступам. Пазней Лі заявіў, што загружаныя прэпрынты былі няпоўнымі, а сааўтар Кім Хён-Так заявіў, што ў адным з дакументаў ёсць недахопы.

Хімічныя ўласцівасці і структура

Хімічны склад LK-99 падобны на Pb₉Cu(PO₄)₆O, у якім — у параўнанні з чыстым свінцова-апатытам (Pb₁₀(PO₄)₆O) — прыкладна адна чвэрць іонаў Pb(II) у становішчы 2 структуры апатыту замяшчаецца іонамі Cu(II).Шаблон:R

Структура падобная да апатыту, крышталаграфічная група Р6₃/m (№ 176).

Сінтэз

Лі і інш. прапануюць метад хімічнага сінтэзу LK-99Шаблон:R у тры крокі. Спачатку яны вырабляюць ланаркіт з малярнага змяшэння парашкоў аксіду свінцу (II) (PbO) і сульфату свінцу (II) (Pb(SO₄)) у суадносінах 1:1 і награваючы да Шаблон:Convert цягам 24 гадзін:

PbO + Pb(SO₄) → Pb ₂ (SO₄)O.

Далей шляхам змешвання парашкоў медзі (Cu) і фосфару (P) у малярных суадносінах 3:1 у запячатанай прабірцы ў вакууме і з нагрэвам да Шаблон:Convert на працягу 48 гадзін атрымліваюць фасфід медзі(I) (Cu₃P):Шаблон:R

3 Cu + P → Cu₃P.

Затым крышталі ланаркіта і фасфіду медзі здрабняюць у парашок, змяшчаюць у герметычную трубку ў вакуум і награваюць да Шаблон:Convert на працягу 5-20 гадзін:Шаблон:R

Pb₂(SO₄)O + Cu₃P → Pb_{10- Шаблон:Math} Cu _{Шаблон:Math}(PO₄)₆O + S (g), дзе 0,9 < x < 1,1.

Існуе шэраг праблем з апісаным вышэй сінтэзам з першапачатковага артыкула. Рэакцыя не збалансаваная, і іншыя даследнікі паведамлялі аб пабочным сінтэзе сульфіду медзі(I) (Cu₂S). Для $x=1$ збалансаванай рэакцыяй можа быць:

5 Pb₂SO₄O + 6 Cu₃P → Pb₉Cu(PO₄)₆O + 5 Cu₂S + Pb +7 Cu

Многія сінтэзы давалі фрагментарныя вынікі ў розных фазах, калі частка з атрыманых фрагментаў рэагавала на магнітныя палі, а частка не.

Фізічныя ўласцівасці

Некаторыя ўзоры LK-99 дэманструюць моцныя дыямагнітныя ўласцівасці, у тым ліку частковую левітацыю над магнітамШаблон:R, што часам трактуецца як прыкмета звышправоднасці.

Хоць у першых артыкулах сцвярджалася што матэрыял з'яўляецца звышправадніком пакаёвай тэмпературы, але няма назіранняў якіх-небудзь канчатковых прыкмет звышправоднасці, як нулявога супраціўлення, эфекта Мейснера, замацавання патоку, магнітнай успрымальнасці пераменнага току, эфекта Джозэфсана, залежнага ад тэмпературы крытычнага поля і тока, або раптоўнага скачка ўдзельнай цеплаёмістасці каля крытычнай тэмпературы.