超導體產品全指南

圖:翻攝自騰訊網研究者發現,LK-99 具有三維網絡結構,是一個被絕緣四面體結構包圍的圓柱形柱,且由於中離子的替換,導致體積減少了 0.48%,因為離子(87 pm)比離子(133pm)小。
超導現象在 1911 年時被發現,某些特定的材料被冷卻到一個程度後電阻會驟降為零,就算不提供任何電壓,超導體也能穩定的維持電流流動。這是物體轉變為超導體的特征之一,即邁斯納效應(Meissner Effect)。
這種超導體在實用上包含大幅延長電池壽命、製造更快速的數位電子產品、使個人電腦的性能更佳、解決能源有限、無需氦來冷卻的磁振造影機器,以及促進磁浮列車和核融合技術的研發等領域,顯然能產生效率極高的輸電線路,具難以置信的用處。不過由於相關領域過去鬧劇太多,不少網友還是抱持懷疑態度,有人直接拿「半導體女王」蘇姿丰日前的名言「你相信韓媒嗎?」來嘲諷南韓的這樣研究結果,也有人表示,「每年都在唬爛,到底成功沒啊?」又有研究人員宣稱他們發現「能源聖杯」!3位南韓科學家在論文未定稿版本網站arXiv,刊登1篇可能改變人類發展進程的論文,聲稱製作出室溫常壓超導體。
另1篇論文則闡述LK-99的若干特性,例如在室溫及大氣壓力皆低於臨界溫度下,出現邁斯納效應,磁力線無法穿透超導體

超導體產品:星際旅行指日可待? 韓稱造出世界首個室溫超導體 127度實現超導

有學者認為,前述研究成果若為真,有望成為年度諾貝爾獎相關獎項的大熱門。臨界溫度(Tc)、臨界電流(Ic)、臨界磁場(Hc)和邁斯納效應(Meissner effect)證明了其超導性。而 LK-99 的應用場景十分廣闊,包括磁鐵、電機、電纜、懸浮列車、電力電纜,量子計算機的量子比特和 THz 天線等。由於該實驗所需的條件並不難達成,接下來可望有許多研究人員和科學家,對前述發現予以反覆檢驗。
南韓3名科學家組成的研究團隊在論文預印本網站Arxiv發表名為《首個室溫常壓超導體》論文中,自稱透過簡單設備,只要花上短短34個小時就能製造出名為LK-99的超導材料。 王猛表示,團隊耗時3年半,依託中山大學物理學院公共科研平台,通過不斷努力成功生長了鎳氧化物La3Ni2O7單晶,隨後在中山大學高壓實驗研究平台以及華南理工大學、中國科學院物理研究所、北京同步輻射裝置開展實驗研究,很快在實驗上確定了此單晶材料能夠在壓力下實現超導,轉變溫度達到液氮溫區,高達80K

這種超導體在實用上包含大幅延長電池壽命、製造更快速的數位電子產品、使個人電腦的性能更佳、解決能源有限、無需氦來冷卻的磁振造影機器,以及促進磁浮列車和核融合技術的研發等領域,顯然能產生效率極高的輸電線路,具難以置信的用處

超導體產品:能源聖杯! 科學家宣稱造出室溫常壓超導體 可望挑戰諾貝爾獎

曹臻介紹,拉索獲取來自宇宙信使的大量觀測數據,研究這些數據需要一批高水準團隊協作,共同依托設施開展觀測與數據分析。專項利用綜合極端條件實驗裝置、上海光源、中國散裂中子源等重大科技基礎設施具備的相關條件,聚焦先進量子材料與技術前沿研究中的重大科學問題,組建建制化研究團隊,開展建制化科研攻關,目前已初步形成了在目標導向下利用全鏈條(材料的理論設計、計算和性能預測—材料制備—結構和物性表徵—綜合極端條件下的物態調控—器件制備和性能測試)、多手段(時間、動量空間/實空間、溫度、壓力、磁場等),打破學科界限,促進交叉融合,以材料(物質)體係為載體,以物性的重大發現為突破口,以原型器件為應用目標的建制化科研協同攻關新模式。由於該實驗所需的條件並不難達成,接下來可望有許多研究人員和科學家,對前述發現予以反覆檢驗。每個人把自己這一塊木板做得盡可能長,而且拼成木桶時木板之間不漏水。
另1篇論文則闡述LK-99的若干特性,例如在室溫及大氣壓力皆低於臨界溫度下,出現邁斯納效應,磁力線無法穿透超導體。目前雖尚未掌握關鍵的量子位元技術,但半導體優勢,在競賽中仍具備一定的機會點

綜合媒體報導,該研究團隊在arXiv刊載兩篇相關論文

超導體產品:陸科學家發現「全新高溫超導體系」!登上《自然》:有望破解1機理

因此若是該論文發現為真,人類就能實現無損的能量和資料傳輸,全球的能耗問題將從源頭上解決,可以利用電能獲得巨大的力量。
該效應指當1個磁場用於超導體,1小股電流在其表面形成並抵消,使磁場被超導體拒斥。該效應是指材料在相變為超導體的過程中所出現的對磁場的排斥現象。中國科學家也因超導領域的突破兩次獲得國家自然科學一等獎,以及一次國家最高科學技術獎。清華大學物理系教授果尚志即提醒1:「太過均一化的話,競爭性跟生存力就會降低。
這是由中國科學家首次率先獨立發現的全新高溫超導體系,是人類目前發現的第二種液氮溫區非常規超導材料,是基礎研究領域「從0到1」的重要突破,將有望推動破解高溫超導機理,使設計和預測高溫超導材料成為可能,在資訊技術、工業加工技術、超導電力、生物醫學和交通運輸等領域,實現更廣泛的應用

  • 未來立足於半導體科技基礎,整合電信光纖設備等,將開創出量子應用新藍海,前景可期
  • 應力發生在網絡部分,然後就導致了超導性的出現
  • 論文中給出材料的具體原子結構,作者也上傳一段影片資料,影片中一塊材料被放在磁鐵上後,保持懸浮狀態
  • 一篇名為「第一個常溫常壓超導體」的論文出現在了預印本網站 arXiv 上,立即引發了熱議
  • 例如,大幅縮短新藥、新材料的研發時間,協助提高氣候、能源、金融等風險的預測準確度,並建構如前文所述絕對安全的通訊網絡等等

該研究團隊兩篇相關論文獲獨立科學期刊arXiv刊登

超導體產品:0到1的突破 陸中山大學團隊發現液氮溫區鎳氧化物超導體

論文作者上傳的一段影片資料中,一塊材料被放在磁鐵上後,保持懸浮狀態。查看原文大陸微信公眾號「中山大學」之前發布,科學期刊《自然》(Nature)刊登廣東中山大學王猛教授團隊與其他單位合作成果:首次發現液氮溫區鎳氧化物超導體。
“重大科技基礎設施還有力支撐了國家創新高地建設的戰略布局。”
盧方軍介紹,中國科學院將進一步促進研究人員和設施運作人員的深入合作,聚焦重大問題長期穩定開展聯合攻關,打造建制化科研新范式,加快實現從“在幹什麼”“能幹什麼”向“該幹什麼”的轉變。這些成果標誌著中國已經在相關領域研究中進入國際最前沿。我國重大科技基礎設施作為“國之重器”“科技利器”,是科技基礎能力的重要組成部分

  • 第一個常溫常壓超導體,南韓科學家是怎麼研發的?
    他們改良了一種具有鉛磷灰石結構的化合物,用 CuCu2+ 取代了 Pb2+,誘發了微小的晶體結構畸變(表現為 0.48% 的體積收縮),這導致了材料界面處超導量子阱的形成,使得其具備了超導性,超導臨界溫度在 127 攝氏度,即 400K 以上,而且在常壓下就具備超導性
  • 實驗方面,團隊得到華南理工大學唐玲雲、毛忠泉,中國科學院物理研究所程金光團隊,美國亞利桑那州立大學博士韓藝豐支持;理論方面中山大學教授姚道新和博士研究生胡訓武開展了基於密度泛函理論的材料結構和能帶計算,張廣銘教授提出了一個理解實驗和計算結果的物理圖像
  • 而 LK-99 的應用場景十分廣闊,包括磁鐵、電機、電纜、懸浮列車、電力電纜,量子計算機的量子比特和 THz 天線等
  • 其次,臺灣具備的半導體產業技術,早在全球各種產業中扮演重要角色,與國際密不可分,形成「矽盾」(silicon shield)
  • 此狀態勢必帶動古典電腦的需求,臺灣半導體產業仍可維持全球性優勢

這篇論文表示,通過改良一種鉛-磷灰石結構,用銅離子取代鉛離子,產生應力,在微結構中引發畸變,從而可以在 127℃ 以下表現出超導性