In een studie gepubliceerd op 24 november in Matter hebben onderzoekers onder leiding van prof. Luo Jianlin van het Institute of Physics van de Chinese Academie van Wetenschappen (CAS) solide bewijs geleverd dat LK99 niet-supergeleidend is, waardoor eerdere beweringen over supergeleiding worden weerlegd.

Sukbae Lee en collega's uit Zuid-Korea beweerden eerder dat LK-99 zich gedraagt ​​als een supergeleider bij omgevingsdruk, met een kritische temperatuur (T_c ) tot 127°C (400 K). Het baanbrekende nieuws maakte zowel wetenschappers als mensen op sociale media enthousiast vanwege de potentiële impact op de technologie.

Zoals gerapporteerd door Nature News , beweringen over de veronderstelde supergeleiding van LK-99 werden een virale sensatie, wat leidde tot talloze replicatie-inspanningen van zowel wetenschappers als amateurs. Verschillende groepen hebben geprobeerd de resultaten te repliceren, maar geen enkele heeft direct bewijs geleverd voor supergeleiding. De meest raadselachtige vraag is wat de scherpe daling van de soortelijke weerstand veroorzaakt en waarom deze slechts in een paar monsters voorkomt.

In dit onderzoek constateerden de onderzoekers dat de door Lee en collega's gegenereerde LK-99 een bepaalde hoeveelheid Cu₂ bevatte. S-onzuiverheid, die een structurele faseovergang ondergaat van een hexagonale structuur bij hoge temperatuur naar een monokliene structuur bij lage temperatuur rond 400 K. Ze ontdekten dat de soortelijke weerstand van Cu₂ S daalde met drie tot vier ordes van grootte rond 385 K, dichtbij de overgangstemperatuur die in referenties wordt gerapporteerd.

Daarnaast maten ze de soortelijke weerstand van het mengsel van LK-99 en Cu₂ S, waarbij een scherpe weerstandsovergang wordt geïdentificeerd bij een temperatuur die consistent is met de gerapporteerde bevindingen, maar zonder weerstand van nul.

Het is belangrijk op te merken dat deze structurele transitie van de eerste orde aanzienlijk verschilt van de supergeleidende transitie van de tweede orde. De onderzoekers observeerden het thermische hysteresisgedrag in de weerstands- en magnetische susceptibiliteitsmetingen, wat bevestigde dat het een eerste-orde transitie is en geen tweede-orde supergeleidende transitie.

Meer informatie: Shilin Zhu et al., Eerste-orde-overgang in LK-99 met Cu₂ S, Materie (2023). DOI:10.1016/j.matt.2023.11.001

Journaalinformatie: Kwestie

Aangeboden door de Chinese Academie van Wetenschappen