LK99 是一種灰黑色，潛在而未經證實的室溫超導體材料。其所帶有的六方晶體結構是由鉛磷灰石稍加修飾而得，據稱可在以下作為超導體。韓國科學技術研究院的李石培（，）、金智勳（，）等人最先組成了團隊研究該材料。純鉛磷灰石是絕緣體，但據李石培等人稱形成 LK99 的銅摻雜鉛磷灰石是超導體，或者在更高溫度下是金屬。 LK99 的化學成分約為 Pb9Cu1 PO4 6O，與純鉛磷灰石 Pb10 PO4 6O 相比，有大約四分之一的 Pb2 被 Cu2 離子取代。研究者稱利用 Cu2 離子（87 皮米）部分替代 133 皮米的 Pb2 離子可以使材料體積減少 048，從而在材料內部產生內應力。 據稱，該內部應力會在磷酸鹽 PO4 3 內的 Pb I 和氧之間產生異質結量子阱，從而產生超導量子阱 SQW。據李石培等人稱，當使用化學氣相沉積將 LK99 應用於非磁性銅樣品時，LK99 表現出完全抗磁性（邁斯納效應） 。 合成 李、金等人所示合成 LK99 材料的方法如下： 透過將氧化鉛 II（PbO）和硫酸鉛 II（Pb SO4）粉末以 11 摩爾比混合混合，然後在下加熱 24 小時製得黃鉛礦。 PbO Pb SO4 Pb2 SO4 O 磷化亞銅（Cu3P）是透過將銅（Cu）和磷（P）粉末在密封管中在 10 3 託真空下度混合並以加熱 48 小時製得 Cu P Cu3P 將製得的黃鉛礦和磷化亞銅晶體研磨成粉末，以 11 摩爾比混合，置於真空度為 103 託的密封管中，在加熱 5 至 20 小時，得到 LK99。此過程中，PbSO4 內的硫元素被蒸發離去。 Pb2 SO4 O Cu3P Pb10xCux PO4 6O S，其中（09x11）。 命名 LK99 之名取自發現者李石培和金智勳的名字首字母，以及發現年份 1999 年。 於 2021 年提交專利申請，2023 年 3 月 3 日獲得專利授權。 研究者 研究者的文章排名及機構： 李石培 金智勳 金鉉卓 林成淵 安蘇民 權英遠 吳根浩 崔東植 漢陽大學 韓國科學技術研究院 威廉與瑪麗學院 專利（2020） 1 2 專利（2021） 1 2 3 Lee Kim（2023a） 1 2 3 4 5 6 Lee Kim（2023b） 1 2 3 Lee Kim（2023c） 1 2 3 4 5 6 反應 截至 2023 年 7 月 26 日為止，測量結果不能證明 LK99 是超導體，已發布的資料沒有完全解釋 LK99 的磁化強度如何變化、比熱變化或轉變溫度。LK99 對磁鐵的磁懸浮反應的解釋可能是抗磁性所致。 8 月 1 日，美國勞倫斯伯克利國家實驗室在論文中詳細描述了他們如何透過計算機模擬驗證的方式，證明了 LK99（改性鉛磷灰石晶體結構）存在超導的可能，並給出了相應的相應的理論依據。 8 月 1 日，中國華中科技大學的材料學院博士後武浩及博士生楊麗，在常海欣教授的指導下，聲稱首次成功復現了可半懸浮的 LK99 晶體，該晶體懸浮的角度比李、金等人製成的樣品磁懸浮角度更大，之後作者澄清半懸浮並不能說明驗證了邁斯納效應。 8 月 2 日，韓國超導體和低溫學會成立了驗證委員會以調查與 LK99 相關的宣告及爭議。隨後委員會指出在 7 月 22 日由李最初發布的兩篇 arXiv 論文及已公開發布的影片並未足以證明 LK99 帶有超導性，所以無法判斷 LK99 是室溫超導體。 8 月 31 日，韓國低溫超導協會根據多家獨立機構的驗證結果，認為 LK99 沒有超導特性。 12 月 15 日，權英遠在高麗大學會見記者時宣佈量子能源研究所正在推出一種新增硫的新材料，表示量子能源研究所正在準備發表的論文修訂版中，材料的化學式發生了變化。權英遠聲稱他聲稱室溫超導體的材料和量子能源研究所聲稱的材料完全不同。 金鉉卓承認 LK99（PCPOO）不是超導體而是莫特絕緣體，但解釋新增硫製成的 PCPOSOS（Pb10xCux P O1ySy 4 6O1zSz）在常溫常壓下表現出超導特性，是 II 型超導體，與 LK99 的化學式不同。 隨著量子能源研究所釋出 PCPOSOS，LK99 這個名字預計將不再使用。權英遠對他聲稱開發的室溫超導體使用臨時名稱 ，化學式與 LK99 相同。 復現嘗試 2023 年 7 月論文釋出後，全世界各地的實驗室開始嘗試對該實驗進行復現。 截至 2023 年 9 月中，該實驗尚未完全成功復現。 圖例 科研院所或團隊 地區 狀態 結果 報導 備註 華中科技大學 博士後武浩、博士生楊麗、常海欣教授。 影片：嗶哩嗶哩 、嗶哩嗶哩（後續） 預印本：arXiv1 arXiv2 （在之後與中國科學院中國科學院過程工程研究所、華南理工大學等有進一步研究） 北京航空航天大學材料科學與工程學院 預印本：arXiv 正刊：Adv Funct Mater 東南大學物理學院量子材料與器件教育部重點實驗室 侯強、魏偉、周鑫、孫悅教授、施智祥教授。 影片：嗶哩嗶哩 預印本：arXiv 、arXiv2 正刊：Matter 曲阜師範大學高壓科學研究團隊 知乎：科研農民工的回答 、LK99 材料嘗試復現 中國科學技術大學 知乎：半導體與物理的回答 上海大學 博士研究生朱萍向媒體介紹。 北京大學、中國科學院大學等 預印本：arXiv 正刊：Sci China Phys Mech Astron 中國科學院北京凝聚態物理國家實驗室和物理研究所 預印本：arXiv 中國科學院大學物理科學學院及物理研究所北京凝聚態物理國家實驗室、武漢大學物理技術學院和松山湖材料實驗室 預印本：arXiv 正刊：Phys Rev Mater 南京大學 聞海虎教授表示其學生在重複實驗。 預印本：arXiv 正刊：Sci China Phys Mech Astron 北京師範大學物理系、山東師範大學物理與電子學院和多尺度自旋物理教育部重點實驗室 預印本：arXiv 北京大學物理學院國際量子材料中心、量子物質協同創新中心和合肥國家實驗室 預印本：arXiv 中南大學、華南理工大學和電子科技大學 預印本：arXiv 中國科學院過程工程研究所、華南理工大學、北京 2060 科技有限公司、華中科技大學、福州大學、東海大學和北京科技大學 和 預印本：arXiv 預印本：arXiv1 、arXiv2 Facebook：Awana Vps Youtube：CMMP Dept Seminar on 16082023 正刊：Supercond Sci Technol 印度理工學院化學系、賈瓦哈拉爾尼赫魯大學物理科學學院和印度科學教育與研究學院 預印本：arXiv 和賈瓦哈拉爾尼赫魯大學 預印本：arXiv 阿貢國家實驗室 Michael Norman 表示，阿貢和其他地方的研究人員已經在嘗試重復該實驗。 Varda 航天工業、南加州大學 Varda 機器人工程師 Andrew McCarlip 合成。樣品將會在合成後由南加州大學進行分析。 Twitter： andrewmccalip 、影片 休斯頓大學 預印本：arXiv 俄羅斯科學院基因生物學研究所和莫斯科工程物理學院 初級研究員 Iris Alexandra 樣本由莫斯科工程物理學院進行分析。Twitter： iris_IGB 列別捷夫物理研究所 國立臺灣大學物理學系高溫超導物理與元件應用實驗室 高溫超導物理與元件應用實驗室的王立民教授與泛科學頻道於 Youtube 聯合直播。 直播：Youtube1 、Youtube2 、Youtube3 預印本：arXiv 查理大學凝聚態物理系 Twitter：CondMatfyz 資料：Github 曼徹斯特大學 預印本：arXiv 德累斯頓工業大學和馬克斯普朗克固態研究所 預印本：arXiv 、普林斯頓大學物理系和化學系、馬克斯普朗克固體化學物理研究所、俄勒岡大學化學與生物化學系和 、和 預印本：arXiv 首爾大學、漢陽大學、釜山大學、浦項工科大學等多家韓國大學以及機構 蔚山大學 透過分子束外延生長了 LK99 薄膜，分別調整了 Pb 和 Cu 的比例。使用（RHEED）監測生長過程。使用了能量色散 X 射線光譜儀（EDS）進行了分析，以確定樣品的化學組成。觀察到在生長後暴露在空氣中時電阻增加。在真空條件下（1 X 102 Torr）下，電阻減小。觀察到溫度依賴電阻中的異常跳變。 馬克斯普朗克固態研究所和萬隆理工學院數學與自然科學學院 和 預印本：arXiv 理論研究 在最初的論文中，LK99 中超導性潛在機制的理論解釋是不完整的。其他實驗室的分析增加了更多的模擬和從第一性原理出發對電子屬性材料的理論評估。 科研院所或團隊 地區 結果 報導 備註 中國科學院瀋陽材料科學國家實驗室 LK99 及其他變體的電子結構的第一性原理研究。 預印本：arXiv 勞倫斯伯克利國家實驗室 經過密度泛函理論計算，認為存在能夠產生超導現象的電子結構，源於引入 Cu 而使晶格常數略有減小的結構變化。 預印本：arXiv 維也納工業大學和西北大學 和 電子結構的密度泛函理論計算顯示在摻雜時可能會支援超導性。該理論認為，如果沒有超導性，就不會出現抗磁性。 預印本：arXiv 正刊：PHYSICAL REVIEW B 科羅拉多大學波德分校、國家可再生能源實驗室和倫敦國王學院 和 密度泛函理論分析得出了類似的結果。推測無論 LK99 的實現情況如何，這一類材料（銅 氧的弱相互作用，同時最小化雜化）都有望實現高 Tc 超導。 預印本：arXiv 智利大學理學院物理系和奈米科學與奈米技術發展中心 使用密度泛函理論計算來闡明 LK99 電子結構的一些關鍵特徵，發現平帶中存在較大的電子聲子耦合。 預印本：arXiv 欽奈理工學院、印度理工學院和圓周理論物理研究所 和 提出了 LK99 的超導機制，認為 LK99 中的銅鏈充當莫特絕緣體，並與周圍的絕緣元素相互作用。 預印本：arXiv 加利福尼亞大學爾灣分校和多倫多大學 和 提出了一個最小緊束縛模型，該模型再現了 LK99 平帶的主要特徵，併為關於假定超導序參量對稱性的討論提供了訊息。 預印本：arXiv 西班牙能源、環境與技術研究中心、亞美尼亞國家科學院物理研究所、查普曼大學量子研究所高階物理實驗室 、和 透過提供 Pb 薄膜的實驗資料，指出 LK99 很可能是超導相和絕緣相共存的異相化合物，需要更為仔細地重新檢查以確認其室溫超導性。 預印本：arXiv 韓國科學技術院和約翰霍普金斯大學 和 提出一個雙軌道 TJ 模型來描述 LK99，使用玻色子平均場理論發現一個 s 波超導配對。但該模型預測的臨界溫度較低，要解釋實驗需要新的機制來增大躍遷矩陣元。 預印本：arXiv 捷克科學院物理研究所 討論了銅摻雜對磷酸鉛磷灰石晶體的電荷密度波引起的對稱性破缺相變，即晶體同時有金屬特性、極性和手性的特殊結構。這種特殊結構可能與晶體的超導性質有關。 預印本：arXiv 蘭州大學磁學與磁性材料教育部重點實驗室 用第一性原理計算研究了 LK99 的電子結構，發現銅摻雜原子與 14 佔據的 O1 原子之間的雜化決定了 LK99 的超導性。透過理論提出了改善超導性的可能方法。 預印本：arXiv 廈門大學物理系、愛荷華州立大學物理系和美國能源部埃姆斯國家實驗室 和 利用第一性原理計算分析了銅摻雜磷酸鉛磷灰石晶體的電子結構和磁性質，發現銅摻雜導致費米麵附近出現局域的分子型 CuO 帶，形成具有強烈磁性不穩定性的 CuO 簇，這些簇之間沒有長程磁序，呈現出類似自旋玻璃的行為。 預印本：arXiv 日本理化學研究所 RIKEN 突發物質科學中心 、加州大學伯克利分校物理系 和 構建並分析了空間群的緊束縛模型，使用模型捕獲了最近提出的具有對稱強制能帶交叉、窄能帶和範霍夫奇點的材料能帶結構的關鍵特徵，並揭示了理論的拓撲和幾何特性 。 預印本：arXiv 西北大學（西安）、維也納工業大學、倫敦國王學院 、、 使用二帶和五帶模型提供了從頭推匯出的緊束縛引數。認為 LK99 為莫特或電荷轉移絕緣體。同時提議摻雜對於進一步試驗改進的可能性。 預印本：arXiv 俄羅斯科學院、烏拉爾聯邦大學、斯科爾科沃科學技術學院、莫斯科物理技術學院 在離散傅立葉變換和動態平均場理論方法的框架下研究了晶體的電子結構以及相關效應。認為結構中的不規則性非常重要。此外，不能假設 LK99 為簡單莫鋱或電荷轉移絕緣體。提出電子摻雜對於將化學計量的 Pb9Cu PO4 6O 轉變為導電狀態是必要的。 預印本：arXiv 雅蓋隆大學理論物理研究所 探討了三角晶格拓撲超導體在存在鍵的無序擾動情況下的一些特殊電子態特性，特別提出了超導現象僅在特定載流子濃度範圍出現，拓撲結構穩定性依賴於無序度，以及僅在特定引數範圍才能實現室溫超導等結論。 預印本：arXiv 中國科學院物理研究所、中國人民大學物理系、寧波大學物理科學與技術學院物理系、北京師範大學物理系及高等量子研究中心和曲阜師範大學物理工程學院 透過第一性原理計算探討了 Cu 摻雜所致的 PbPO 化合物電子結構變化，提出 Cu 的摻雜位置和引入的 3d 軌道自旋極化對其性質的重要影響，解釋了 LK99 的電子結構以及半導體基態性質。 預印本：arXiv 南方科技大學物理系和弗裡堡大學物理系 和 計算表明 LK99 的強相關電子結構難以解釋其鑽磁性和高溫超導效能，提示這可能來源於不同化學計量比的組分。 預印本：arXiv 麻省理工學院物理系和加州大學物理系 提出了一個有效模型來描述銅取代鉛磷灰石的低能態物理，指出了銅和氧軌道能級相近可能導致金屬 絕緣體轉變。 預印本：arXiv 俄羅斯科學院科拉科學中心奈米材料研究中心和聖彼得堡國立大學地球科學研究所晶體學系 對 LK99 的晶體結構進行 XRD 重檢，認為其屬三方晶系 P3 空間群，c 軸長加倍，引起 Pb1 位點分裂，結構失配傳導至 PbPO4 框架，與標準磷灰石結構不同。 預印本：arXiv 昆明理工大學理學院物理與工程科學研究所 關於 Pb9Cu PO4 6O 的第一性原理計算結果表明，考慮自旋軌道耦合後其為間接帶隙半導體，電子摻雜後具有極窄的平帶，這與僅考慮無自旋軌道耦合的金屬狀態計算結果不同。 預印本：arXiv 馬克斯普朗克固體化學物理研究所、田納西大學物理與天文學系和電氣工程與電腦科學系 和 利用密度泛函理論計算發現，銅摻雜磷酸釩氧 Pb9CuP6O25 中的 Cu 原子形成三角格子，與 O 原子形成霍金斯結構，考慮到強關聯效應後計算發現其存在電荷轉移絕緣狀態，這有助於解釋其潛在的高溫超導性質。 預印本：arXiv 北京大學物理學院技術物理系核物理與技術國家重點實驗室 用第一性原理計算了 LK99 及其母體化合物的電子結構、聲子動力學和電導率。結果表明，鉛氫磷灰石為絕緣體，而 LK99 為半金屬。LK99 的電導率存在兩個極值點，400K 以上 C 軸電導率明顯增大。但兩種化合物的聲子都存在動力學不穩定性。 預印本：arXiv 伊利諾大學厄巴納 香檳分校 合成的多晶材料中含有明顯的 Cu2S 相。Cu2S 在 104C 會出現相變，導致電阻率和比熱容出現突變。LK99 也表現出類似的溫度誘導相變。為了明確驗證 LK99 的超導性質，必須在不含 Cu2S 的條件下合成 LK99。 預印本：arXiv 裡約熱內盧天主教大學物理系 LK99 的正常態存在獨特的各向異性量子幾何性質，可能與其磁性和超導機制相關。基於對 PbCu 晶格的模型計算，發現貝利曲率和量子度規在扁平帶跨越費米麵處存在規律模式。曲率貢獻的淨軌道磁化為零，提示磁性來源不同。量子度規提示可能存在各向異性超流體剛度。 預印本：arXiv 、普林斯頓大學物理系和化學系、馬克斯普朗克固體化學物理研究所、俄勒岡大學化學與生物化學系和 、和 第一性原理計算表明，Cu 摻雜在熱力學上對該材料不利，難以獲得有意義的摻雜濃度。計算還顯示，在所有摻雜情況下，Cu 均定位在不利於超導的帶上，更可能使材料呈現鐵磁性或反鐵磁性，理論計算也支援這一點。 預印本：arXiv 查爾姆斯理工大學化學化工系 預印本：arXiv 漢堡大學、漢堡超快成像中心、西北大學、維也納工業大學和倫敦國王學院 、、和 預印本：arXiv 北京科技大學材料科學與工程學院和波多黎各大學工程科學與材料系 和 利用統計學方法，推斷 LK99 具備室溫超導性的可能。 預印本：arXiv 不列顛哥倫比亞大學物理與天文學系和斯圖爾特布魯森量子物質研究所 預印本：arXiv 山東大學物理學院晶體材料國家重點實驗室 預印本：arXiv 美國海軍研究實驗室計算材料科學中心 預印本：arXiv 美國西北大學材料科學與工程系和波特蘭州立大學機械與材料工程系 預印本：arXiv 索菲亞大學 預印本：ChemRxiv 倫敦國王學院 預印本：arXiv 中國科學院瀋陽金屬研究所和中國科學技術大學材料科學與工程學院 預印本：arXiv 正刊：PHYSICAL REVIEW B 印度理工學院 預印本：arXiv 波蘭科學院物理研究所 預印本：arXiv 北京科技大學材料科學與工程學院 預印本：arXiv 美國伍斯特理工學院 預印本：arXiv 日本京都大學 預印本：arXiv 美國愛荷華大學 預印本：arXiv 英國帝國理工學院材料系 正刊：ACS Energy Letters 西湖大學，聖彼得堡自旋光學實驗室及德克薩斯大學達拉斯分校物理系和奈米技術研究 正刊：Materials Today 四川師範大學 預印本：arXiv 加州大學洛杉磯分校 預印本：ChemRxiv 西湖大學 預印本：SSRN 正刊：Materials Today Communications 美國愛荷華州立大學 材料科學與工程系 預印本：arXiv 劍橋大學、日本東北大學、蘇恰瓦史蒂芬大帝大學、巴斯克地區大學、西班牙材料物理中心和多諾斯蒂亞國際物理中心 預印本：arXiv 密歇根州立大學、普林斯頓大學、哥倫比亞大學和密西根大學安娜堡分校 介紹了一種以六角晶體結構結晶名為 HPBaCoO3 的新材料，認為它是一種冒充超導體的鐵磁性材料的例子，甚至表現出部分懸浮的特性。隨後北京大學的研究發現 LK99 實際上表現出鐵磁性行為，且 LK99 可以展示類似於 HPBaCoO3 中所觀察到的部分 懸浮 現象。因此在 LK99 和 HPBaCoO3 的磁性行為之間進行類比，以表明後者也是鐵磁性的，而不是超導體。 正刊：J Am Chem Soc 中國科學院磁性材料與裝置重點實驗室、浙江省磁性材料及應用技術重點實驗室、中科院寧波材料技術與工程研究所和中國科學院大學材料科學與光電工程中心 預印本：arXiv 中國科學院磁性材料與器件重點實驗室 預印本：arXiv 維也納大學，博洛尼亞大學 預印本：arXiv 西班牙能源環境和技術研究中心，亞美尼亞國家科學院物理研究所，美國查普曼大學量子研究所 預印本：ResearchGate 預印本：SSRN 武漢大學 預印本：arXiv 預印本：arXiv 西班牙巴塞羅那自治大學 正刊：物理 預印本：ChinaXiv 北歐理論物理學研究所、康涅狄格大學和勞倫斯伯克利國家實驗室 預印本：arXiv 諾丁漢大學、美國國家標準技術研究院和勞倫斯伯克利國家實驗室 預印本：arXiv 北京航空航天大學 正刊：Nano Letters 中正大學物理所、臺北科技大學光電所 論證超導體的最高溫只出現在 272K 此為藍道能階的限制，嚴格證明 LK99 不具室溫超導。 正刊：Fundamental Journal of Modern Physics 參考文獻 延伸閱讀 外部連結 Category 韓國科技 Category2023 年科學 Category1999 年科學 Category 鹼式鹽 Category 二價鉛化合物 Category 二價銅化合物 Category 磷酸鹽