Современная электроника №6/2024

ВОПРОСЫ ТЕОРИИ 34 WWW.SOEL.RU СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА • № 6 / 2024 Входящие в состав этого искусственно - го минерала соединения меди наталки - вали на мысль о сверхпроводимости в купратах , которую в 1986 году открыли Карл Мюллер и Йоханнес Беднорц , за что сразу же в 1987 году были удосто - ены Нобелевской премии по физике . Используя некоторые идеи из теории сверхпроводимости в купратах , Сукбэ Ли с сотрудниками предположили , что обнаруженные ими резкое уменьшение удельного сопротивления и частичная левитация в образцах LK-99 связаны с заменой ионов свинца на ионы меди . Такая модификация структурной решет - ки , по их мнению , вызвала возникнове - ние квантовых ям в районе гетеропере - ходов между Pb(I) и кислородом . Эти две публикации , естественно , привели к взрыву комментариев и вопросов . Особенно впечатляющими в южнокорейских препринтах были результаты потери удельного сопро - тивления ( рис . 1) и видео левитации ( рис . 2). Следует сказать несколько допол - нительных слов про сайт arXiv. Это сайт с полностью открытым досту - пом , поддерживаемый администра - цией Корнеллского университета ( США ), предназначенный для обмена препринтами , которые представляют собой черновые версии ещё не опубли - кованных статей об эксперименталь - ных или теоретических результатах в области естественных наук . Поэтому любой желающий может разместить на этом сайте свою работу с целью узнать мнение мировых экспертов о её научной ценности . Кроме того , подоб - ная система быстрого оповещения научного мира о своих достижениях позволяет закреплять за собой первен - ство открытия . Важно то , что непосред - ственно перед публикацией статьи не рецензируются . Однако статьи прохо - дят достаточно строгую проверку моде - раторами после размещения на сайте . При этом любой зарегистрировавший - ся на сайте специалист может выска - зать своё отношение к статье , разме - щённой на сайте arXiv. Одними из первых сомнения отно - сительно химического состава и фор - мулы образца LK-99, опубликованного в южнокорейских препринтах , выска - зали российские физики из « Центра высокотемпературной сверхпроводи - мости и квантовых материалов име - ни В . Л . Гинзбурга », ФИАН . В науч - ном мире хорошо известны и по достоинству оценены исследования по сверхпроводимости искусствен - ных компаундов , которые проводятся в Физическом Институте Академии наук РФ ( ФИАН ) [6]. В предложенной корейскими учёны - ми реакции взаимодействия Pb 2 SO 5 и Cu 3 P российские учёные усомнились в объявленном соотношении меди и фосфора в конечном образце LK-99. Кроме того , степень окисления в конеч - ном образце у фосфора 5+, а у меди 2+ свидетельствует о наличии в полу - ченном LK-99 примеси , которая при - нимала электроны в процессе восста - новления . Например , таким элементом могла бы быть сера [7]. Многие исследователи , пытавшиеся повторить схему синтеза , предложен - ную Сукбэ Ли с сотрудниками , отме - чали несбалансированность послед - ней ступени реакции с образованием LK-99. Количество атомов свинца , меди и серы не совпадало в правой и левой частях уравнения реакции твердофаз - ного спекания искусственного ланар - кита и фосфида меди . Это говорит о том , что при остывании , для того чтобы система пришла в равновесие , должны образовываться какие - то дополнитель - ные соединения . Десятки лабораторий во всём мире пытались повторить эксперимент груп - пы Сукбэ Ли . Однако никому не удалось получить точно такие же результаты , какие были опубликованы в корейских препринтах . В этой статье отметить все появившиеся за прошедший год статьи на эту тему не представляется возмож - ным , поэтому ниже рассмотрены только основные работы , позволившие объяс - нить результаты экспериментов южно - корейских учёных . Более подробный анализ истории с LK-99 можно найти , например , на сай - те [8], где проанализировано около сот - ни публикаций , посвящённых LK-99. Известный специалист по сульфи - дам меди из Университета Иллинойса Прашант Джайн сразу связал темпера - туру 104,8ºC, приведённую южноко - рейской группой в качестве критиче - ской температуры сверхпроводимости LK-99, с температурой фазового пере - хода Cu 2 S. Сульфид меди – это очень интерес - ное соединение , которое может при - нимать различные кристаллические формы в зависимости от степени окис - ления меди , вплоть до самых экзоти - ческих [9]. При температуре 104ºC сульфид меди переходит из одного фазового состояние « γ - фаза Cu 2 S» с моноклин - ной / псевдоорторомбической кристал - лической структурой в другое фазовое состояние « β - фаза Cu 2 S» с гексагональ - ной кристаллической структурой . При этом резко меняются такие физические характеристики вещества , как , напри - мер , теплопроводность и удельное электрическое сопротивление . Температура фазового перехода γ - β , равная 104 ˚ C, практически совпадает с температурой 104,8 ˚ C, при которой , как утверждает группа Сукбэ Ли , син - тезированный ими LK-99 демонстри - рует резкое падение удельного сопро - тивления [10]. На рис . 4 показаны зависимости удельного сопротивления от темпера - туры для LK-99, полученного по дан - ным , представленным группой Сукбэ Ли ( левый рисунок ), и сульфида меди ( правый рисунок ) [11]. Кроме того , графики зависимости удельной теплоёмкости при постоян - ном давлении , как и функции темпе - ратуры , приведённые в препринтах южнокорейских исследователей для LK-99, демонстрируют λ - образную особенность , которая , однако , более характерна для сульфида меди (I). Рис . 4. Зависимость удельного сопротивления от температуры для LK-99 ( левый рисунок ) и сульфида меди ( правый рисунок ) 0,025 0,006 0,004 0,002 Фазовый переход  - в -  0,000 0 25 50 75 100 125 150 0,020 0,015 Сопротивление (  см ) Сопротивление (  см ) 0,010 0,005 0,000 100 101 102 103 104 105 106 107 108 Температура ° C Температура ° C