LK-99

LK-99是一種灰黑色，潛在而未經證實的常壓（英語：Ambient pressure）室溫超導體材料^[2]:8。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400 K（127 °C）以下作為超導體。^[3][2]:1韓國科學技術研究院的李石培（이석배，Sukbae Lee）、金智勳（김지훈，Ji-Hoon Kim）等人最先組成了團隊研究該材料。^[2]:1純鉛磷灰石是絕緣體，但據李石培等人稱形成LK-99的銅摻雜鉛磷灰石是超導體，或者在更高溫度下是金屬。^[4]:5

LK-99
識別
CAS號	暫未分配  Y
性質
化學式	Pb10-xCux(PbO4)6O 0.9<x<1.1
莫耳質量	2514.2 g·mol⁻¹
外觀	灰黑色固體
密度	≈6.699 g/cm3[1]
結構
晶體結構	六方晶系
空間群	P63/m, No. 176
晶格常數	a = 9.843 Å, c = 7.428 Å
相關物質
相關化學品	黃鉛礦，磷化亞銅
若非註明，所有數據均出自標準狀態（25 ℃，100 kPa）下。

LK-99的化學成分約為Pb₉Cu₁(PO₄)₆O，與純鉛磷灰石 (Pb₁₀(PO₄)₆O)相比^[4]:5，有大約四分之一的Pb²⁺被Cu²⁺離子取代^[2]:9。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0.48%，從而在材料內部產生內應力^[2]:8。

(a) LK-99的抗磁性測量，(b) LK-99樣本在大磁鐵上部分懸浮

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)。^[2]:10據李石培等人稱，當使用化學氣相沉積將LK-99應用於非磁性銅樣品時，LK-99表現出完全抗磁性（邁斯納效應）^[2]:4 。

合成

李、金等人所示合成LK-99材料的方法如下：^[4]:2

通過將氧化鉛 (II)（PbO）和硫酸鉛 (II)（Pb(SO₄)）粉末以1:1莫耳比混合混合，然後在725 °C（998 K；1,337 °F）下加熱24小時製得黃鉛礦。

PbO + Pb(SO₄) → Pb₂(SO₄)O

磷化亞銅（Cu₃P）是通過將銅（Cu）和磷（P）粉末在密封管中在 10 ^-3托真空下度混合併以550 °C（820 K；1,000 °F）加熱48小時製得^[4]:3

Cu + P → Cu₃P

將製得的黃鉛礦和磷化亞銅晶體研磨成粉末，以1:1莫耳比混合，置於真空度為10^-3托的密封管中，在925 °C（1,198 K；1,697 °F）加熱5至20小時，得到LK-99。此過程中，硫酸根以單質硫的形式離去。

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

命名

LK-99之名取自發現者李石培和金智勳的名字首字母，以及發現年份1999年^[5]。

於2021年提交專利申請，2023年3月3日獲得專利授權^[6]。

研究者

研究者的文章排名及機構：

科學家 機構	李石培（이석배）	金智勳（김지훈）	金鉉卓（김현탁）	林成淵（임성연）	安蘇民（안수민）	權英遠（권영완）	吳根浩（오근호）	崔東植（최동식）
漢陽大學							名譽教授
韓國科學技術研究院						前教授[7]
威廉與瑪麗學院			教授
Q-Centre 量子能源研究中心	CEO	研發總監		是	是	前CTO[7]	是
專利（2020）[8]	1	2
專利（2021）[6]	1	2				3
Lee & Kim+（2023a）[3]	1	2		3	4	5	6	致謝
Lee & Kim+（2023b）[2]	1	2		致謝	致謝	3	致謝
Lee & Kim+（2023c）[4]	1	2	3	4	5	致謝	6	致謝

反應

截至2023年7月26日為止，測量結果不能證明LK-99是超導體，已發布的數據沒有完全解釋LK-99的磁化強度如何變化、比熱變化或轉變溫度。LK-99對磁鐵的磁浮反應的解釋可能是抗磁性所致。^[9]

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通過計算機模擬驗證的方式，證明了LK-99（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。^[10]

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LK-99晶體，該晶體懸浮的角度比李、金等人製成的樣品磁浮角度更大，之後作者澄清半懸浮並不能說明驗證了邁斯納效應。^[11][12]

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LK-99相關的聲明及爭議。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LK-99帶有超導性^[13]，所以無法判斷LK-99是室溫超導體^[14]。

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LK-99沒有超導特性。^[15]

12月15日，權英遠在高麗大學會見記者時宣布量子能源研究所正在推出一種添加硫的新材料，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。^[16]

金鉉卓承認LK-99（PCPOO）不是超導體而是莫特絕緣體，但解釋添加硫製成的PCPOSOS（Pb_10-xCu_x(P(O_1-yS_y)₄)₆O_1-zS_z）在常溫常壓下表現出超導特性，是II型超導體，與LK-99的化學式不同。^[17][18]

隨著量子能源研究所發布PCPOSOS，LK-99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「K직지」，化學式與 LK-99 相同。^[16]