LK-99, gri-siyah görünüme sahip, ideal bir ortam basıncı ve oda sıcaklığı süper iletkenidir. LK-99, kurşun - apatitten hafifçe değiştirilmiş altıgen bir yapıya sahiptir ve 400 Kelvin (127 °C; 260 °F) altında, bir süper iletken olarak işlev gördüğü iddia edilmektedir. Materyal, Kore Bilim ve Teknoloji Enstitüsü'nden (KIST), Sukbae Lee ve arkadaşlarından oluşan bir ekip tarafından araştırıldı. 26 Temmuz 2023 itibarıyla, LK-99'un keşfi hakem denetimi tarafından incelenmedi veya bağımsız olarak çoğaltılmadı.

LK-99
Tanımlayıcılar
3D model (JSmol)
  • InChI=1S/Cu.6H3O4P.O.9Pb/c;6*1-5(2,3)4;;;;;;;;;;/h;6*(H3,1,2,3,4);;;;;;;;;;/q+2;;;;;;;-2;9*+2/p-18
    Key: KZSIWLDFTIMUEG-UHFFFAOYSA-A
  • [Pb+2].[Pb+2].[Pb+2].[Pb+2].[Pb+2].[Pb+2].[Pb+2].[Pb+2].[Pb+2].[Cu+2].O=P([O-])([O-])[O-].O=P([O-])([O-])[O-].O=P([O-])([O-])[O-].O=P([O-])([O-])[O-].O=P([O-])([O-])[O-].O=P([O-])([O-])[O-].[O-2]
Özellikler
CuO25P6Pb9
Molar Mass 2514.2 g·mol−1
Görünüş Gri, siyah ve katı
Yapı
Altıgen
P63/m
Point group
176
a = 9.843 Å, c = 7.428 Å
Aksi belirtilmedikçe, veriler standart hallerinde (25 °C [77 °F], 100 kPa) malzemeler için verilmiştir.

LK-99'un kimyasal bileşimi yaklaşık olarak Pb9Cu(PO4)6O'dur, öyle ki Pb(2) iyonlarının yaklaşık dörtte biri Cu(II) iyonları ile değiştirilir. Pb2 + iyonlarının Cu2 + iyonlarıyla bu kısmi yer değiştirmesinin hacimde %0,48'lik bir azalmaya neden olduğu ve malzeme içinde iç gerilim oluşturduğu söylenmektedir.

İç gerilimin, süper iletken bir kuantum kuyusu (SQW) oluşturan Pb(1) ile fosfat ([PO 4 ] 3− ) içindeki oksijen arasında bir kuantum kuyusu heterobağlantısına neden olduğu iddia edilmektedir. Lee ve diğerleri, LK-99'u manyetik olmayan bakır örneğine uygulamak için kimyasal buhar biriktirme kullanıldığında, LK-99'un bir manyetik alana (Meissner etkisi) bir tepki gösterdiğini iddia ediyor. Saf kurşun-apatit bir yalıtkandır, ancak Lee ve diğerleri, LK-99'u oluşturan bakır katkılı kurşun-apatitin bir süper iletken veya daha yüksek sıcaklıklarda bir metal olduğunu iddia etmektedir.

Sentez Hakkında değiştir

Sukbae Lee (Korece이석배) ve Ji-Hoon Kim (Korece김지훈) LK-99 malzemesini sentezlemek için bir yöntem bulur. Kurşun(II) oksit (PbO) ve Kurşun(II) sülfat (Pb( S04 )) tozlarının 1:1 oranında karıştırılmasından Lanarkit üretmi ve ardından 24 saat boyunca 725 °C'de (1.000 K; 1.340 °F) ısıtılmasıyla hava:

PbO + Pb(SO 4 ) → Pb 2 (SO 4 )O

Ek olarak, Bakır (I) fosfit (Cu3P), Bakır (Cu) ve Fosfor (P) tozlarının sızdırmaz bir tüp içinde 10-3 torr'da vakumda karıştırılması ve 550 °C'de (820 K; 1,000 °F) 48 saat ısıtılmasıyla üretildi:

Cu + P → Cu 3 P

Lanarkite ve Bakır fosfit kristalleri bir toz haline getirildi, 1:1 mol oranında karıştırıldı, 10-3 torr vakumda kapalı bir tüpe yerleştirildi ve 925 °C'ye (1,200 K; 1,700 °F) kadar ısıtıldı. 5‒20 saat aralığı boyunca (0,9<x<1,1):

Pb 2 (SO 4 )O + Cu 3 P + O 2 (g) → Pb 10-x Cu x (PO 4 ) 6 O + S (g)↑

İsim değiştir

LK-99 ismi, ikisi Discovers Dr. Lee ve Dr. Kim'in baş harflerinden ve Discovery Year'dan (1999) gelmektedir. Çift 1990'larda Kore Üniversitesi'nde Profesör Choi Dong-Shik (Korece최동식) ile beraber çalışıyordu.

Bulgular ilk olarak 2020'de Nature'a sunuldu, ancak Nature'ın Ranga P. Dias tarafından yayınlanan (sahte) süperiletken araştırması konusundaki çekinceleri nedeniyle geri çevrildi. 2021'de bir patent başvurusu yapıldı ve 3 Mart 2023'te kabul edildi. Kuantum Enerjisi Araştırma Merkezi tarafından 4 Nisan 2023'te "LK-99" için bir Kore ticari marka başvurusu yapıldı. Bulgular, incelenmesi için 23 Temmuz 2023'te American Institute of Physics tarafından yayınlanan hakemli, açık erişimli bir bilimsel dergi olan APL Materyaller dergisine gönderilmiştir.