LK-99

LK-99是一种灰黑色，潜在而未经证实的常压（英语：Ambient pressure）室温超导体材料^[2]:8。其所带有的六方晶体结构是由铅磷灰石稍加修饰而得，据称可在400 K（127 °C）以下作为超导体。^[3][2]:1韩国科学技术研究院的李石培（이석배，Sukbae Lee）、金智勋（김지훈，Ji-Hoon Kim）等人最先组成了团队研究该材料。^[2]:1纯铅磷灰石是绝缘体，但据李石培等人称形成LK-99的铜掺杂铅磷灰石是超导体，或者在更高温度下是金属。^[4]:5

LK-99
识别
CAS号	暂未分配  Y
性质
化学式	Pb10-xCux(PbO4)6O 0.9<x<1.1
摩尔质量	2514.2 g·mol⁻¹
外观	灰黑色固体
密度	≈6.699 g/cm3[1]
结构
晶体结构	六方晶系
空间群	P63/m, No. 176
晶格常数	a = 9.843 Å, c = 7.428 Å
相关物质
相关化学品	黄铅矿，磷化亚铜
若非注明，所有数据均出自标准状态（25 ℃，100 kPa）下。

LK-99的化学成分约为Pb₉Cu₁(PO₄)₆O，与纯铅磷灰石 (Pb₁₀(PO₄)₆O)相比^[4]:5，有大约四分之一的Pb²⁺被Cu²⁺离子取代^[2]:9。研究者称利用Cu²⁺离子（87皮米）部分替代133皮米的Pb²⁺离子可以使材料体积减少0.48%，从而在材料内部产生内应力^[2]:8。

(a) LK-99的抗磁性测量，(b) LK-99样本在大磁铁上部分悬浮

据称，该内部应力会在磷酸盐([PO₄]³⁻)内的Pb(I)和氧之间产生异质结量子阱，从而产生超导量子阱 (SQW)。^[2]:10据李石培等人称，当使用化学气相沉积将LK-99应用于非磁性铜样品时，LK-99表现出完全抗磁性（迈斯纳效应）^[2]:4 。

合成

李、金等人所示合成LK-99材料的方法如下：^[4]:2

通过将氧化铅 (II)（PbO）和硫酸铅 (II)（Pb(SO₄)）粉末以1:1摩尔比混合混合，然后在725 °C（998 K；1,337 °F）下加热24小时制得黄铅矿。

PbO + Pb(SO₄) → Pb₂(SO₄)O

磷化亚铜（Cu₃P）是通过将铜（Cu）和磷（P）粉末在密封管中在 10 ^-3托真空下度混合并以550 °C（820 K；1,000 °F）加热48小时制得^[4]:3

Cu + P → Cu₃P

将制得的黄铅矿和磷化亚铜晶体研磨成粉末，以1:1摩尔比混合，置于真空度为10^-3托的密封管中，在925 °C（1,198 K；1,697 °F）加热5至20小时，得到LK-99。此过程中，硫酸根以单质硫的形式离去。

Pb₂(SO₄)O + Cu₃P → Pb_10-xCu_x(PO₄)₆O + S↑，其中（0.9<x<1.1）。^[4]:3

命名

LK-99之名取自发现者李石培和金智勋的名字首字母，以及发现年份1999年^[5]。

于2021年提交专利申请，2023年3月3日获得专利授权^[6]。

研究者

研究者的文章排名及机构：

科学家 机构	李石培（이석배）	金智勋（김지훈）	金铉卓（김현탁）	林成渊（임성연）	安苏民（안수민）	权英远（권영완）	吴根浩（오근호）	崔东植（최동식）
汉阳大学							名誉教授
韩国科学技术研究院						前教授[7]
威廉与玛丽学院			教授
Q-Centre 量子能源研究中心	CEO	研发总监		是	是	前CTO[7]	是
专利（2020）[8]	1	2
专利（2021）[6]	1	2				3
Lee & Kim+（2023a）[3]	1	2		3	4	5	6	致谢
Lee & Kim+（2023b）[2]	1	2		致谢	致谢	3	致谢
Lee & Kim+（2023c）[4]	1	2	3	4	5	致谢	6	致谢

反应

截至2023年7月26日为止，测量结果不能证明LK-99是超导体，已发布的数据没有完全解释LK-99的磁化强度如何变化、比热变化或转变温度。LK-99对磁铁的磁悬浮反应的解释可能是抗磁性所致。^[9]

8月1日，美国劳伦斯伯克利国家实验室在论文中详细描述了他们如何通过计算机模拟验证的方式，证明了LK-99（改性铅磷灰石晶体结构）存在超导的可能，并给出了相应的相应的理论依据。^[10]

8月1日，中国华中科技大学的材料学院博士后武浩及博士生杨丽，在常海欣教授的指导下，声称首次成功复现了可半悬浮的LK-99晶体，该晶体悬浮的角度比李、金等人制成的样品磁悬浮角度更大，之后作者澄清半悬浮并不能说明验证了迈斯纳效应。^[11][12]

8月2日，韩国超导体和低温学会成立了验证委员会以调查与LK-99相关的声明及争议。随后委员会指出在7月22日由李最初发布的两篇arXiv论文及已公开发布的影片并未足以证明LK-99带有超导性^[13]，所以无法判断LK-99是室温超导体^[14]。

8月31日，韩国低温超导协会根据多家独立机构的验证结果，认为LK-99没有超导特性。^[15]

12月15日，权英远在高丽大学会见记者时宣布量子能源研究所正在推出一种添加硫的新材料，表示量子能源研究所正在准备发表的论文修订版中，材料的化学式发生了变化。权英远声称他声称室温超导体的材料和量子能源研究所声称的材料完全不同。^[16]

金铉卓承认LK-99（PCPOO）不是超导体而是莫特绝缘体，但解释添加硫制成的PCPOSOS（Pb_10-xCu_x(P(O_1-yS_y)₄)₆O_1-zS_z）在常温常压下表现出超导特性，是II型超导体，与LK-99的化学式不同。^[17][18]

随着量子能源研究所发布PCPOSOS，LK-99这个名字预计将不再使用。权英远对他声称开发的室温超导体使用临时名称“K직지”，化学式与 LK-99 相同。^[16]