https://francis.naukas.com/2023/08/16/se-publica-el-estudio-microscopico-mas-completo-de-muestras-de-lk-99/

딥L 번역


어제 포스트인데 APL 등재시점 이야기는 덧글에 있음. 이전 포스팅에도 APL 등재이야기하는걸봐서 내부 소식통이 있는건지

자기 예상인건지 아닌지는 나는 모르겠다. APL 등재 시점이야기하는건 이 사람빼곤 본적이 없네.

14일 포스팅한 APL등재 썰 DeepL번역 : https://gall.dcinside.com/thesingularity/309928


LK-99 샘플에 대한 가장 포괄적인 현미경 연구 발표 By 프란시스코 R. 빌라토로, 16 August 16, 2023

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구리 불순물은 LK-99의 명백한 초전도 거동에 책임이 있는 것으로 보입니다.

오늘 세 개의 독립적인 그룹이 합성한 세 가지 LK-99 샘플(C, L, W라고 함)을 연구한 잘 설명된 중국 논문이 발표되었습니다.

광학, 전자 현미경(SEM) 및 에너지 분산형 X-선 분광법(EDS)을 사용하여 마이크로 스케일에서 특성을 관찰한 결과, 납(Pb) 상(Pb10-xCux(PO4)6O)이

지배적인 다상 물질과 구리(Cu) 상(Cu2S)이 지배적인 또 다른 다상 물질이 관찰되었으며, 환경에서의 열 어닐링 단계 후 CuOx가 지배적인 것으로 나타났습니다.

공중부양은 Cu2S가 지배적인 시료 중 하나에 놓인 상태에서 관찰됩니다. Cu2S 영역은 반자성인 반면, 납 상은 약한 강자성과 반자성의 혼합을 보여줍니다.

이 샘플의 다른 영역(특히 가장 순수한 C)에서의 전기 및 자기 측정은 LK-99가 구리 불순물(Cu2S)로 전기 및 자기 특성을 설명할 수 있는 반도체이며,

반자성을 가진 반도체라는 것을 나타냅니다. 우리는 이미 이 모든 것을 알고 있었지만 이를 확인하는 새로운 연구는 환영할 만합니다.


납 인회석 Pb10(PO4)6O의 구리 및 산소 도핑을 DFT로 연구한 중국의 이론적 연구도 발표되어 Pb9Cu(PO4)6O(반도체) 및 Pb10(PO4)6O2(금속)로 이어집니다.

열역학 분석 결과 구리 도핑을 달성하기 위해서는 산소 대비 구리의 과잉이 필요하다는 결론이 나옵니다(구리 불순물 발생으로 이어짐).

또한 구리 도핑에는 4f-Pb(지금까지 DFT로 가장 많이 연구된 경우)와 6h-Pb(덜 연구되었지만 에너지적으로 더 유리한 경우)의 두 가지 가능성이 있습니다.

초전도로 해석된 LK-99의 전기적 및 자기적 특성을 설명할 수 있는 것은 무엇일까요? 이 연구에 따르면, Cu-O-Cu 사슬은 1차원(1D) 도체처럼 행동합니다.

결정학적 방향 c가 LK-99의 z축이 되면 반도체가 아닌 σzz ≈ 6 × 105 S/m(미터당 지멘스, 지멘스는 옴의 역수, 1 S = 1 / Ω)의 좋은 도체가 되지만,

이 값은 구리(σCu ≈ 5. 9 × 107 S/m)보다 두 배나 나쁘고 납(σPb ≈ 9.6 × 106 S/m)보다 한 배나 나쁩니다.

이러한 특성과 구리 불순물의 반자성이 상온에서 초전도를 보이는 것으로 추정되는 한국 관측의 원인으로 제안됩니다.


그리고 이 글의 마지막에 소개하는 구체적인 설명이 포함된 캐나다 논문이 있습니다.

엘 아티클 중남미 실험 에스창 리우, 웬신 청, ..., 양무 리, "공칭 Pb10-xCux(PO4)6O를 포함하는 화합물에서 마이크로 스케일에서의 상 및 자성",

arXiv:2308.07800 [cond-mat.mtrl-sci] (15 Aug 2023), 도이: https://doi.org/10.48550/arXiv.2308.07800

https://doi.org/10.48550/arXiv.2308.07800

Phases and magnetism at microscale in compounds containing nominal Pb$_{10-x}$Cu$_x$(PO$_4$)$_6$OAchieving superconductivity at room temperature can lead to substantial advancements in industry and technology. Recently, a compound known as Cu-doped lead-apatite Pb10-xCux(PO4)6O (0.9 < x < 1.1), referred to as LK-99, has been reported to exhibit unusual electrical and magnetic behaviors that appear to resemble a "superconducting transition" above room temperature. We collected compound samples containing the nominal Pb10-xCux(PO4)6O phase (no superconductivity observed in samples measured), which were synthesized by three independent groups, and studied their chemical, magnetic, and electrical properties at the microscale to overcome difficulties in bulk measurements. Through the utilization of optical, scanning electron, atomic force, and scanning diamond nitrogen-vacancy microscopy techniques, we are able to establish a link between local magnetic properties and specific microscale chemical phases. Our findings indicate that while the Pb10-xCux(PO4)6O phase seems to have a mixed magnetism contribution, a significant fraction of the diamagnetic response can be attributed to Cu-rich regions (e.g., Cu2S from chemical reaction). Additionally, our micro-region electrical measurements reveal a phenomenon of current path jumping and a change in resistance states of Cu2S. This provides a potential explanation for the electrical behavior observed in compounds related to Pb10-xCux(PO4)6O.doi.org

엘 아티클 중남미 테오리코 에스 리앙 리우, 쉬에 렌, 지판 후, "Cu/O 삽입 및 캐리어 도핑에 의해 유도된 Pb10(PO4)6O의 금속 상태",

arXiv:2308.07345 [cond-mat.supr-con] (13 Aug 2023), 도이: https://doi.org/10.48550/arXiv.2308.07345

https://doi.org/10.48550/arXiv.2308.07345

Metallic states in Pb$_{10}$(PO$_4$)$_6$O induced by the Cu/O-insertions and carrier dopingThe reports of room-temperature superconductivity in Cu-doped Pb-apatite draw intense interests and debates. Herein, based on the density functional theory, we show that the Cu-insertion in Pb-apatite is thermodynamically stable and further carrier doping can convert the system CuPb$_{10}$(PO$_4$)$_6$O into metal. The electric conduction is mainly along the one-dimensional (1D) Cu-O chains in the c-axis (out-of-plane). The calculated conductance along the c-axis is larger than the in-plane ones by 2 magnitude orders, indicating the 1D conduction behavior. Moreover, the 1D Cu-O chain is an anti-ferromagnetic Mott insulator at zero-doping point due to the super-exchange. Further electron/hole-doping will erase the anti-ferromagnetism. Therefore, the Cu-inserted system CuPb$_{10}$(PO$_4$)$_6$O show transport and magnetic features similar to the cuprate superconductors. On the other hand, the O-insertion can also induce the metallic states, in which the conductance along the out-of-plane direction is higher than the in-plane direction by 6-folds. Our results display the metallization of Pb$_{10}$(PO$_4$)$_6$O via Cu/O-insertions, and suggesting the electric conductions along the c-axis might dominate the transport behaviors.doi.org


벤자민 T. 저우, 마르셀 프란츠엠 "역비대칭형 웨일 반금속으로서의 Cu-치환 납 인산염 아파타이트", arXiv:2308.07408 [cond-mat.mtrl-sci] (14 Aug 2023), 도이:

https://doi.org/10.48550/arXiv.2308.07408.


그건 그렇고, DFT + U가있는 칠레 이론 논문 (LCMF, 03 Aug 2023)에는 이제 두 명의 새로운 저자와 4 개의 추가 페이지가 있지만

동일한 결론을 내립니다 (LK-99는 초전도체처럼 보이지 않지만 그럴 수 있음),

J. Cabezas-Escares, N. F. Barrera, ..., F. Munoz, ", "LK-99 물질에 대한 이론적 통찰력 (대규모 업데이트)",

arXiv:2308.01135v2 [cond-mat.supr-con] (15 Aug 2023), 도이: https://doi.org/10.48550/arXiv.2308.01135.

또한 LK-99의 지지 공중부양이 강자성 거동 때문이라고 제안한 중국 논문의 새로운 버전이 있습니다(LCMF, 2023년 8월 8일);

이는 곧 저널(아마도 Scientific Reports)에 게재될 것임을 시사하는 작은 변화입니다.

Kaizhen Guo, Yuan Li, Shuang Jia, "LK-99 유사 합성 샘플의 강자성 반부상",

arXiv:2308.03110v2 [cond-mat.supr-con] (2020년 8월 15일), 도이: https://doi.org/10.48550/arXiv.2308.03110.

그리고 비슷한 결과가 (LCMF, 2023년 8월 10일), Patrick A. Lee, Zhehao Dai, "Pb9Cu(PO4)6O의 효과적인 모델",

arXiv:2308.04480v2 [cond-mat.supr-con] (2023년 8월 13일), 도이: https://doi.org/10.48550/arXiv.2308.04480.

이 블로그에서 논의한 arXiv 논문이 몇 주 후에 동료 검토 저널에 게재되기 시작할 것으로 예상됩니다


[추신] 오늘 네이처(Nature)에는 댄 가리스토(Dan Garisto)가 LK-99의 초전도성이 죽었다고 쓴 기사가 실렸습니다.

댄 가리스토, "LK-99는 초전도체가 아니다 - 과학자들이 수수께끼를 푸는 방법. 복제를 통해 물질이 초전도와 같은 행동을 보이는 이유에 대한 퍼즐이 맞춰졌습니다.", 뉴스, 자연, 16 Aug 2023.

"최초의 관찰 이후 모든 조각을 모아낸 탐정 [과학] 작업은 정말 환상적이며, 비교적 드문 일입니다."

또한, "개별 결정이 필요한 이유를 완벽하게 보여줍니다.

"(스페인, 막스 플랑크, 프린스턴 연구진이 프린스턴 논문이라고 불리는 소셜 네트워크에서 서명 한 논문에서 성장하고 연구 한 결정과 같은 것).

"그 결과 투명한 보라색 결정, 즉 순수한 LK-99 또는 Pb8.8Cu1.2(PO4)6O가 탄생했습니다.

불순물이 없는 LK-99는 초전도체가 아니라 수백만 옴의 저항을 가진 절연체로, 표준 전도도 측정으로는 너무 높습니다.

강자성 및 반자성을 나타내지만 지원되는 부상을 달성하기에는 불충분합니다. 따라서 초전도의 존재는 배제됩니다."

사실, 이 블로그에서 읽으셨겠지만, 이 기사의 결론은 가리스토가 저자 중 한 사람의 진술에서 주장하는 것처럼 급진적이지 않습니다

(이미 LCMF, 2023년 8월 9일자에서 말씀드린 것처럼). [/추신]



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다음은 세 가지 샘플(C, L, W)을 연구한 중국 논문의 샘플 C(특히 C1)에 대한 결과입니다.

샘플 C1(LK-99에서 가장 순수한)의 자기 감수성은 약 8K에서 양(+)에서 음(-)으로 변하는데, 이는 Cu2S에서 관찰된 것과 유사한 거동입니다.

실제로 100K 이하에서는 400K까지 유지되지만, Pb 상에서 관찰된 자성은 Cu2S에서 나타난 자성과 매우 유사합니다.

Cu2S에서 약 370 K에서 관찰되는 히스테리시스는 LK-99의 샘플 C1에서는 관찰되지 않습니다.

260 K 주변에서 시료 C1의 저항률 변화는 오른쪽 위의 그림과 같이 해당 시료의 두 영역에서 측정한 값과 비교하여 Pb 상(LK-99)과 Cu 상(Cu2S)이

지배적인 두 상 사이의 혼합으로 설명할 수 있음을 보여줍니다.

요약하면, LK-99에 대해 우리가 알고 있는 대부분의 내용은 구리 불순물로 설명할 수 있습니다.



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아마도 여러분은 허공으로 한 번 더 도약하는 캐나다 논문에 대해 듣고 싶으실 것입니다.

이 논문은 Pb9Cu(PO4)6O의 결정 구조가 그래핀(구리와 납 원자의 이중 삼각형 격자)의 결정 구조와 유사하다는 것을 제안합니다.

덕분에 웨이일 반금속처럼 작동하여 강한 반자성(디랙 반금속인 그래핀과 동일)을 나타낼 수 있습니다(행간에서 제 아이러니를 감지할 수 있는지 모르겠습니다).

따라서 그들은 초전도가 마법의 각도로 회전하는 이중층 그래핀의 초전도와 유사하며 표면적이라고 제안합니다.

LK-99가 위상학적 물질이라는 것은 추측에 불과하며, 물론 실험실에서 합성되는 것보다 훨씬 더 높은 경도의 화합물을 합성해야 합니다.

명백한 것처럼, 모든 주장은 핀에 걸려 있습니다(또한 우리가 이미 알고 있는 밴드 구조에 대한 초기 DFT 결과에 기반하고 있지만, 비록 대중적이기는 하지만 부적절한 결정 구조를 사용합니다).

arXiv에 실린 LK-99에 대한 모든 기사를 읽는 것이 지루하기 때문에 저에게 좋은 미소를주는 기사에 감사드립니다

(저자를 과소 평가하지 않고 누가 그들의 말을 믿겠습니까? - 물론? -).


베르토 :

16 8 월 2023, 5 : 51 오후

그래서 초전도는 거의 의문의 여지가없는 것 같습니다. 저는이 작업과 그 뒤를 따르는 사람들이 새로운 아이디어를 불러 일으키기를 바랍니다.

그것이 결국 가장 큰 공헌 일 수 있습니다.


답글

프란시스코 R. 빌라 토로 :

17 8 월 2023, 10 : 20에서 오전

Berto, 현재 모든 것은 구리가 도핑되었는지 여부에 관계없이 납 아파타이트가 응축 물질 물리학에서 큰 관련이없는 물질임을 나타냅니다.

이 분야에서 그들의 지위는 변하지 않았으며 몇 달 전 (2023 년 4 월 이전)과 여전히 동일합니다.


JC :

16 8 월 2023, 8 : 59 오후

나는 그것이 정말로 초전도체라는 것이 매우 희망적이었습니다. 두 번째 특허가 나오면 "마법"이나 올바른 레시피가 확인 될 수 있을까요?



답장

프란시스코 R. 빌라 :

17 8 월 2023, 10 : 18시

Jc, 두 번째 특허 (차이가있는 경우 세 번째 특허)의 합성 프로토콜이 초전도체에 대해 예상되는 것과는 너무 멀리 떨어진 물질에서 초전도를 달성하는 것은

불가능한 것 같습니다. 그러나 그것은 제 의견입니다(그리고 저는 제가 틀렸으면 좋겠습니다).


알베르토 :

17 8 월 2023, 12 : 05 오전

한국인들은이 모든 것에 대해 아무 말도하지 않습니까? 전혀 성명이 없습니까?


답장

프란시스코 R. 빌라 토로 :

17 8 월 2023, 10 : 12 오전

알베르토, 리, LK의 김씨는 조용하고 APL Materials 저널에 논문이 채택되면 발표와 기자 회견이있을 것이라고 말합니다 (임박해야 함, 9 월 초).

거의 매일 말을 하는 유일한 사람은 미국에 거주하는 김 씨인데, 그는 유튜버 등이 질문을 할 때마다

(항상 자신의 BR-BCS 이론과 세 번째 시니어 저자로서의 역할을 입증하는) 대답을 합니다.


에밀리오 몰리나 :

17 8 월 2023, 12 : 19 오후

당신은 아첨하는 DFT(밀도범함수이론) 결과가 잘못된 결정 구조를 기반으로한다는 것을 여러 번 강조했습니다.

내 질문은 : 반대 프로세스를 달성 할 수 있습니까? 그 결정 구조를 감안할 때 그것을 생성하는 분자를 개발 하시겠습니까?


답글

프란시스코 R. 빌라 토로 말한다:

17 8 월 2023, 12 : 33 오후

에밀리오, 크리보비체프의 아이디어는 대체 결정 구조를 제안하는 것이 아니라 모든 DFT 연구에 사용 된 결정 구조가 올바른 결정 구조가 아니라는 것을 보여주는 것입니다.

1967년에 합성된 결정(구리 도핑이 없는 납 인회석에서)에 대해 2003년에 결정된 결정 구조가 사용되었습니다.

크리보비체프는 2023년에 이 1967년 결정의 결정 구조를 (상트 페테르부르크에서 더 현대적인 장비를 사용하여) 결정하고 다른 결정 구조를 얻었습니다.

따라서 2023년 결정이 정확하다면, LK-99를 합성할 때마다 (아마도) 구식인 2003년 결정(DFT에 사용됨)이 아닌 해당 결정 구조로 합성하게 됩니다.

따라서 리버스 프로세스가 필요하지 않습니다.


그건 그렇고, DFT에 관한 최신 기사들은 모두 크리보비체프의 논문을 인용하고 있지만, 그의 새로운 결정 구조를 사용하는 것은 없습니다.

2003 년은 데이터베이스에 있고 다운로드하여 도핑하고 사용했지만 새로운 2023 년은 손으로 프로그래밍해야하며 도핑 방법에 대해 매우 신중하게 생각해야하므로

시간이 더 많이 걸리고 번거 롭습니다. 앞으로 몇 주 안에 새로운 구조의 논문이 발표될 것으로 예상합니다

(대칭성이 떨어지고 이전 구조에서 볼 수 있었던 평평한 반 전체 밴드가 나타나지 않을 것으로 생각됩니다).