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室溫超導體

八月 03, 2023

室溫超導體又稱常溫超導體（Room-temperature superconductor），是指可以在高於0°C的溫度有超导现象的材料。相較於其他的超導體，室溫超導體的條件是日常較容易達到的工作條件。截至2020年 (2020-Missing required parameter 1=month!)，最高溫的超導體是超高壓的含碳硫化氢系统（英语：carbonaceous sulfur hydride），壓力267 GPa，其臨界溫度為+15°C[1]。

在常壓（英语：Ambient pressure）下的最高溫超導體是高溫超導體銅氧化物（cuprates），在138 K（−135 °C）的溫度下有超导现象[2]。

之往有許多的研究者曾懷疑室溫超導體是否可能實現[3][4]，不過超導的溫度一再提高，其中也有許多是以往沒有預期到，或是以往認為不可能的溫度。

早在1950年代就有人提出在「接近室溫」下出現的超导现象。若可以找到室溫超導體，可解決全世界能耗問題、開發速度更快的電腦、用在先進的儲存裝置、超靈敏的感測器，以及許多其他的可能性。[4][5]

2023年7月23日，来自韩国科学技术研究院（KIST）的量子能源研究中心的韩国团队在arXiv预印本服务器上发布了一篇名为“The First Room-Temperature Ambient-Pressure Superconductor”（首个室温常压超导体）的论文，描述了他们称之为LK-99的新型室温超导体。[6] 该论文还伴随着arXiv上的姊妹论文，[7] 一篇韩国期刊上的论文[8] 以及一项专利申请。[9] 多位专家对此表示怀疑，牛津材料科学教授Susannah Speller表示，“目前还为时过早，我们还没有得到这些样本超导性的有力证据”，因为缺乏超导性的明确标志，如磁场响应和热容量。其他专家也对数据可能被“实验过程中的错误和LK-99样本的缺陷”解释表示担忧，一位科学家质疑了研究人员使用的理论模型。[10]


未解決的物理問題：是否有在室溫及常壓下的超導體？

參考資料

  1. ^ Snider, Elliot; Dasenbrock-Gammon, Nathan; McBride, Raymond; Debessai, Mathew; Vindana, Hiranya; Vencatasamy, Kevin; Lawler, Keith V.; Salamat, Ashkan; Dias, Ranga P. Room-temperature superconductivity in a carbonaceous sulfur hydride. Nature. 15 October 2020, 586 (7829): 373–377. PMID 33057222. doi:10.1038/s41586-020-2801-z. 
  2. ^ Dai, P.; Chakoumakos, B.C.; Sun, G.F.; Wong, K.W.; Xin, Y.; Lu, D.F. Synthesis and neutron powder diffraction study of the superconductor HgBa2Ca2Cu3O8+δ by Tl substitution. Physica C. 1995, 243 (3–4): 201–206. Bibcode:1995PhyC..243..201D. doi:10.1016/0921-4534(94)02461-8. 
  3. ^ Geballe, T. H. Paths to Higher Temperature Superconductors. Science. 12 March 1993, 259 (5101): 1550–1551. Bibcode:1993Sci...259.1550G. PMID 17733017. doi:10.1126/science.259.5101.1550. 
  4. ^ 4.0 4.1 Almaden Institute 2012: Superconductivity 297 K – Synthetic Routes to Room Temperature Superconductivity. researcher.watson.ibm.com. 25 July 2016 [2021-09-02]. （原始内容于2013-12-12）. 
  5. ^ NOVA. Race for the Superconductor. Public TV station WGBH Boston. Approximately 1987.
  6. ^ The First Room-Temperature Ambient-Pressure Superconductor (PDF). [25 July 2023]. （原始内容 (PDF)于25 July 2023）. 
  7. ^ Superconductor Pb10−xCux(PO4)6O showing levitation at room temperature and atmospheric pressure and mechanism. [26 July 2023]. （原始内容于25 July 2023）. 
  8. ^ 다음논문 Consideration for the development of room-temperature ambient-pressure superconductor (LK-99). [26 July 2023]. （原始内容于26 July 2023）. 
  9. ^ Room temperature and normal pressure superconducting ceramic compound, and method for manufacturing same. [26 July 2023]. （原始内容于26 July 2023）. 
  10. ^ Padavic-Callaghn, Karmela. Room-temperature superconductor 'breakthrough' met with scepticism. New Scientist. 26 July 2023 [26 July 2023]. 

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