제목: The potential zero-resistance phenomenon of the Pb-Cu-P-S-O compound and its synthesis method

PbCuPSO 화합물의 0저항 현상 (가능성)과 그에 대한 합성 방법

저자: Huk Geol Kim(1) and Dae Cheol Jeong(2)

저자 설명:
(1) Independent Researcher, Seoul 06132, South Korea
(2) SuperConductor Technology LAB Corp. Ltd., Seoul 06132, South Korea

개요:
Abstract– We have developed a new synthesis method for producing the Pb-Cu-P-S-O compound samples in order to replicate zero resistance of the PCPOSOS (Pb1−xCux[P(O1−ySy)4]6O1−zSz), which we refer to as the Daecheol-Mingi (DM) synthesis method.
우리는 PCPOSOS의 0저항 현상을 재현하디 위한 새로운 합성 방법 (합성법명: 대철민기 - 약자: DM)을 개발했습니다

The potential zero resistances of the samples were observed through I-V measurements.
0저항 현상처럼 보이는 것을 I-V(전류 ~ 전압) 측정으로 관측했습니다

연관검색키워드:
Keywords– superconductor, room temperature, ambient pressure, PCPOSOS.
초전도체, 상온, 상압, PCPOSOS

I. 서론
I. Introduction

Recently, the potential room-temperature (RT) superconductor at atmospheric pressure has garnered global attention [1,2].
최근, 상상초라고 주장된 바 있는 PCPOSOS가 전세계적인 관심을 받았습니다.

However, over the past 6 months, despite numerous attempts by researchers worldwide to replicate it, the zero-resistance phenomenon has not been observed.
하지만, 근 6개월간 전세계적으로 수많은 재현 시도가 있었지만 이 0저항 현상은 관측되지 않았습니다.

Many researchers have produced samples exhibiting semiconductor characteristics [3] contrary to assertions made by the original research team. This has sparked significant doubt.
합성되어 나온 대부분의 샘플들은 반도체[3] 의 물성을 보였고, 이는 기존 상온상압초전도 현상을 보인다는 주장에 많은 의문점을 제기하였습니다.

The primary cause of this problem is considered to be the mis-specification of Pb1−xCux(PO4)6O (PCPOO) (LK 99) (0.9 <x<1.1) in the papers that were published [1,2].
이러한 현상이 일어난 것에 대한 첫 번째 이유는 PCPOSOS 식 대신 PCPOO 라고 개재된 것이라고 생각됩니다[1,2].

Subsequently, the research team announced a new chemical formula (Pb1−xCux[P(O1−ySy)4]6O1−zSx) (PCPOSOS x= 0.3 ~0.6, y+z=0.3 ~ 0.4) including a superconducting component, CuS, interpreted by BR-BCS theory [4,5].
첫 논문 preprint 등재 이후, 원 연구팀은 BR-BCS 이론에 따라 초전도 현상을 일으킬 것이라고 생각되는 CuS 를 포함한 새로운 화학식 PCPOSOS를 발표했습니다.

A second reason is the considerable difficulty in synthesizing an RT superconducting sample, despite its apparent simplicity.
두 번째 이유는 상온상압초전도 샘플을 생성하는 과정 자체가 단숭해 보이지만은 실제로는 상당히 어렵기 때문이라고 생각됩니다.

Addressing these two problems is crucial to usher in the era of room-temperature superconductors.
이 두 문제를 해결하는 것이 상온상압초전도의 시대를 여는 것에 필수적이라 생각됩니다 [사담: 아카이브 꼴받음 포인트겠음]

Furthermore, the M-H curve was measured in PCPOSOS [6].
추가적으로, PCPOSOS에 대하여 M-H(자기이력 특성)이 측정되어 그래프로 그려졌습니다[6].

The flat bands were theoretically found [7].
플랫 밴드는 이론적으로 도출되었습니다[7].

In this letter, we present a novel and straightforward synthesis method for producing the Pb-Cu-P-S-O compound samples akin to single crystals and for measuring potential zero resistance phenomenon in the synthesized samples.
이 레터 에서는, 저희는 명확하고 간단한 기존 PCPOSOS 단결정과 비슷한 회합믈을 주조하는 방식과 그러한 방식으로 생산된 화합물들의 0저항 특성을 측정하는 것에 대하여 기술하겠습니다.

II. PCPOSOS 대한 합성법
II. Synthesis of the Pb-Cu-P-S-O compound

The synthesis process is as follows: powders of Pb, Cu, P, and S are placed into a ceramic crucible.
합성 방법은 이와 같습니다: Pb, Cu, P, S 가루를 세라믹 그릇에 넣습니다

Oxygen can be absorbed in the air atmosphere.
산소는 공기 내에 있는 것이 흡수됩니다 [대충 따로 산소흡입절차 없이 공기와의 접촉만으로 충분하다는 뜻 같음]

An oxygen cutter is used for this synthesis method, with a mixture of LPG gas and oxygen set at a 1:1 ratio.
해당 합성법에서는 산소절단기가 사용되었으며, 산소절단기에는 LPG 가스와 산소가 1대1로 섞였습니다.

Due to the influence of surrounding temperature and pressure conditions during synthesis, significant variations in the synthesized product exist depending on the heating time.
시작 시 주변 온도와 압력 의 영향을 합성 프로세스 시 받으며 [control  variable 이 아니라는 뜻] , 합성 결과물의 물성은 가열된 시간에 따라 다양하게 나옵니다.

However, generally, the heating process can be done within the range of 2000 to 3000°C for approximately 0 to 10 minutes.
허나, 대략적으로 가열되눈 프로세스는 약 섭씨 2000도에서 3000도 사이이며, 0에서 10분 사이로 가열합니다.

The resultant material is quenched in water, aiming for a metallic appearance with a copper-colored surface and a silver-colored interior.

결과물은 물로 식히며, 결과물은 구리색 표면을 가진 금속 형태이며, 내부는 은색입니다.

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[요부분 조금 아리까리함]
In general, the resulting products are either a ceramic or a combination of ceramic and metal phases, or a single crystal with a CuS peak in XRD data as a characteristic of PCPOSOS.
XRD 데이터에서는 , 결과물들은 주로 세라믹이거나 세라믹- 메탈(금속) 페이즈(상태)에 있거나, PCPOSOS의 특징인 CuS(일황화구리) 피크를 가진 단결정 형태를 띄웁니다

When breaking the ceramic, only the metal part contained inside should be collected.
세라믹 화합물에서 추출할때에는 메탈(금속) 부분만 따로 추출해야 합니다.

Magnetic properties can be investigated for those metal parts.
추출된 금속 부분은 자성 특성을 측정할 수 있습니다

If carbon is introduced during the synthesis process, black-colored ceramic occurs.
탄소가 합성 시 첨가되게 된다면 금속 대신 "검은색 세라믹" 결과물이 나옵니다. [네 다음 CES]

It is important to minimize carbon involvement during the process.
합성 과정에서 탄소의 영향을 최소한으로 줄이는 것이 중요합니다. [공기 중 이산화탄소는...?]

If the electrical resistance of the metallic resultant is higher or its diamagnetic characteristics are weaker than that of the same-sized copper, the heat treatment process can be repeated.
추출물의 전기저항이 구리보다 높거나 반자성이 같은 크기의 구리보다 약하면 열처리 과정을 해당 추출물에 다시 진행하시면 됩니다.

Repeating the synthesis process may enhance the diamagnetic characteristics of the samples.
추출물에 대한 열처리 과정을 반복라는 것이 반자성 특징을 강화할 수 있다고 생각합니다.

This repetition of heat treatment can involve reheating a single sample or reheating multiple samples for synthesis.
"열처리 과정의 반복"은 하나의 샘플이나 샘플 여럿에 반복하는 것을 포함합니다.

[오탈자는 <> 로 표시해 임의로 추가하겠습니다]
Due to the intellectual propriety issue, the detailed mass ratio of each component <is not included/ is redacted> One important thing is, S and P must be added in greater mass ratio than Cu because of evaporation.
지적 재산권의 사유로 들어가는 재료의 정확한 비율은 논문에 포함되지 않았습니다. 허나 말씀드릴 수 있는 것들 중에는 Cu에 비해 S 와 P가 기화되는 현상을 유념하여 더 큰 비율로 첨가되어야 합니다.

We release a video of the synthesis process online.
실제 합성을 보여주는 영상을 온라인에 올렸습니다( 유튜브 참조 )

<the actual composition of the powdered materials>
powder information will be addressed in our future work.
가루 정보 [각 화합물의 비율 이라고 생각됨] 은 추후 논문 등에 포함될 것입니다.

Fig. 1 shows the appearance of the heat treatment in the synthesis process.
1번 사진은 합성 중 열처리 과정을 보여줍니다

As shown in Fig. 2, the synthesized samples uniformly exhibit a coppery surface color.
2번 사진처럼 결과물은 전반적으로 구리와 같은 표면을 가졌습니다

However, upon inspecting the cross-section, the interior of the samples consistently appears with a silver-gray color.
단면을 잘아보면 균일한 은회색을 띕니다.

We would recommend measuring the dark-gray or silver-gray region rather than the surface when conducting I-V measurements. Table 1 shows the size of each sample and the copper plate <that was measured>.

전류~전압 데이터를 측정 시 구리색 표면보다는 내부의 은회색 부분을 측정하는 것을 추천그립니다. 표 1번을 보면 사진에 나온 샘플들과 측정에 사용된 크기가 표시됬습니다.

III. I-V 측정
III. Current (I)-Voltage (V) measurements

<Keithley models 6221 and 2182A models were used respectively for the measurements>
In the measurements, the used current source and voltage measurement equipment were the Keithley models 6221 and 2182A, respectively.
측정장비는 각각 KEITHLEY 6221과 KEITHLEY 2182A 모델이 사용되었습니다 

(3페이지 완)


We used the well-known four-probe method with a V prob<e> electrode interval of the distance of 2 mm.
4프로브 측정 방식이 사용되었으며 V(전압) 프로브의 측정 간격은 2mm 였습니다.

We have measured the I-V behaviors of the samples and a copper plate.
저희는 샘플과 구리판의 IV특성을 측정했습니다

Fig. 3 shows the measured voltages of the copper plate for applied current in the range of-100 to 100 mA.
3번 fig 는 구리판의 -100mA 부터 100mA 사이의 전압 측정치를 보여줍니다.

The measured source data show some differences in the range of-50 to 50 mA, but overall, it displays a reasonably typical linear I-V behavior for copper (Fig. 3).
-50mA 에서 50mA 사이에서는 약간 차이가 있지만 전반적으로 구리를 측정할때 예상되는 일차함수(직선) I-V 형상을 띄웁니다.

We calculated the average voltage of all data through V ≡ ∆V = V+−V− 2 removing contact resistance and wire resistances, where V+ is a voltage in a positive current I+ and V− is a voltage in a negative current I−.
저희는 모든 데이터의 평균 전압을 V= dV = ( V+ • V-)/ 2로 계산해 프로브와의 접촉면과 와이어에서 나오는 저항을 제하였으며, 여기서 V+ 는 양방향으로 흘려보낸 전류일 때와 V- 는 음방향으로 흘려낸 전류입니다 [양방향 음방향은 각기 그냥 보낸 전류의 방향이 다르다고 보시면 됩니다]

The resistance of the copper is determined to be approximately 2.8749 (±1) × 10−6 from slope through the fitting of the averaged I-V curve, as shown in Fig. 4.
구리의 저항은 계산된 평균(I-V) 그래프의ㅔ 기울기에 따라 대략적으로 2.87× 10^-6 (3 sig fig) 으로 계산되었습니다.

Calculating the resistivity of 1.875 ~3.875 × 10−8 m confirms its alignment within the typical range of the known resistivity for copper.
계산된 비저항도 약 1.875 ~ 3.875 × 10^-8 으로써 일반적으로 알려진 구리의 비저항과 비슷하게 계산되었습니다.

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