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发布日期:2024-05-02 10:01  点击次数:64
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室温超导是物理学圈每年都能“初次”杀青的发现。若是算上3月好意思国罗切斯特大学RangaDias团队的Lu-H-N开云电子游戏,本年室温超导也曾被发现了两次。

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LK-99是否具有室温超导,受到各界热炒,已成为爆点话题。

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暂且不说LK-99的实考诠释。适度现时,数天内,arXiv上至少贴出了5篇预计的密度泛函表面接头著作。室温超导接头照管再掀高潮,论文井喷。

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5篇DFT论文分袂是:

First-principlesstudyontheelectronicstructureofPb10-xCux(PO4)6O(x=0,1)

arXiv:2307.16040(29Jul2023)

Originofcorrelatedisolatedflatbandsincopper-substitutedleadphosphateapatite

arXiv:2307.16892(31Jul2023)

Electronicstructureoftheputativeroom-temperaturesuperconductorPb9Cu(PO4)6O开云电子游戏

arXiv:2308.00676(1Aug2023)

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Pb-apatiteframeworkasageneratorofnovelflat-bandCuObasedphysics,includingpossibleroomtemperaturesuperconductivity

arXiv:2308.00698(1Aug2023)

TheoreticalinsightontheLK-99material

arXiv:2308.01135(2Aug2023)

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5个月前,Lu-H-N室温超导被报谈,圈内群起而锤之。众人追根刨底,不久前,以至扒出了Dias团队2020年PRL论文数据作秀的铁证。比拟之下,这次LK-99事件中,多篇DFT论文的不雅点一致,王人支抓LK-99中可能存在超导风景。Dias推测要哭晕了。

5篇DFT接头后果瓦解,Pb9Cu(PO4)6O材料存在穿过费米面的平坦能带,作家们大量觉得Cu的掺杂引起了“从绝缘体到导体”的涟漪,进而骁勇推断,LK-99有可能具有超导特质。

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举例开云电子游戏,好意思国劳伦斯伯克利国度执行室SineadM.Griffin文中直言:“thecalculationspresentedheresuggestthatCusubstitutionontheappropriate(Pb(1))sitedisplaysmanykeycharacteristicsforhigh-TCsuperconductivity”。

这些分析,天然听上去口吻不足为法,但其中的示意却不禁让东谈主异念念天开。

是以是否能通过DFT接头,诠释LK-99的室温超导特质呢?

谜底是辩说的!

最初,高温超导体的物理机制尚不解确,更无法通过DFT求解。东谈主们天然不错通过接头电声子相互作用,预言旧例超导体的超导相变,关联词,尚未发展出接头高温超导相变的公认步调。因此,5篇DFT论文,均无法提供LK-99高温超导或室温超导体的径直表面撑抓。

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其次,是否不错将费米面隔壁的能带解读为超导?显明不行。

导体的能带穿过费米面,超导体是一种导体,是以超导体的能带也穿过费米面,但是把穿过费米面的能带解读为疑似超导是有逻辑造作的。这好比汽车有四个轮子,电动汽车是汽车的一种,于是电动汽车也有四个轮子,因为看到四个轮子的车辆就觉得是电动汽车。

临了,费米面隔壁的平带是何如来的?是强关联的根据吗?天然也不是。

(1)任何一个掺杂系统,从DFT算出来的杂质能级看上去都是比较平的带。但这是杂质能级,不是能带,更不是平带。掺杂浓度越低,“能带”看上去越平。

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以黑磷中掺杂S大约Si为例,杂质浓度越低,杂质能级的带越平。与LK-99论文中的风景一致,是以黑磷中掺S大约Si会变高温超导吗?

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图1 以黑磷中掺杂S大约Si为例,杂质浓度越低,杂质能级的带越平。与LK-99论文中的风景一致,是以黑磷中掺S大约Si会变高温超导吗?(图片取自Beilstein J. Nanotechnol. 2019, 10, 993–1001.)

(2)任何半导体或绝缘体里掺杂,杂质能级若是在带间,按照著作中DFT能带的界说,费米面落杂质能级上。

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图2中,在AlN中掺杂V,V的杂质能级看上去是条“平台”,掺杂后费米面移到了杂质能级隔壁。

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图2在AlN中掺杂V,V的杂质能级看上去是条“平台”,掺杂后费米面移到了杂质能级隔壁。(接头后果源自芦腾龙)

骨子上开云电子游戏,这5篇arxiv论文中形容的风景詈骂常大量的,任何有带隙的体系,都不错调控掺杂,让平坦杂质能级出现时带间,这与超导没啥联系。



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