https://arxiv.org/abs/2309.16218

한줄 요약 - 기계학습을 통한 시뮬레이션 기반으로 lk-99의 1차원 초전도 경로를 확인했다

 

제목: 납 인회석의 압력 유도 일차원 산소 이온 확산 채널
제출 기관: 중국과학원 자성 재료 및 장치 핵심 연구실

요약: 최근에 Lee 및 그 동료들은 납 인 산화물 (Pb10-xCux(PO4)6O)에서 상온 및 대기압에서 초전도 현상을 관찰했습니다. 연구 결과, 구리 도핑이 화학적 압력을 유발하여 1차원 Cu-O-Cu 원자 열의 구조를 수축시킵니다. 이 독특한 구조는 산소 원자를 매개로 하는 1차원 전자 전도 경로를 촉진하며 초전도와 관련이 있을 수 있습니다. 이러한 산소 원자는 c축 방향으로 등가 위치의 1/4를 차지하며 더 낮은 확산 활성화 에너지 (0.8 전자 볼트)를 가지고 있어 이러한 등가 위치 간에 확산 가능성이 있음을 나타냅니다. 여기에서 우리는 기계 학습 기반의 깊은 포텐셜을 사용하여 500K에서 Pb10(PO4)6O에서 1/4 차지 산소 원자의 1차원 경로에서 유도 된 압력 아래에서의 빠른 확산을 예측했으며, Pb 삼각형과 PO4 사면체 프레임워크는 안정적인 상태를 유지합니다. 계산 결과는 또한 구리 도핑이 적절한 화학적 압력을 제공할 수 있음을 보여주며, 상압에서도 Pb9Cu(PO4)6O에서 1차원 이온 확산 채널이 나타날 수 있음을 시사합니다. 우리의 발견은 1차원 이온 확산 채널이 인 산화물의 도핑, 제조 및 전기 측정에 영향을 미칠 수 있는 중요한 요소임을 보여줍니다.

결론: 요약하면, 우리는 Pb10Cu(PO4)6O (LK-99의 원래 상태)의 에너지 및 동적 특성을 설명하기 위한 기계 학습 기반의 깊은 포텐셜 모델을 개발했으며, DFT 수준의 정확도를 가진 PBE 수준에서 작동합니다. 그런 다음이 깊은 포텐셜 모델을 사용하여 온도로 인한 고체-액체 상태 변화를 시뮬레이션하고, 1200K에서 육각 상태가 무질서 상태로 전환되는 것을 발견했습니다. 더 중요한 것은 깊은 포텐셜 분자 동역학 시뮬레이션에서 1/4 차지 O2 원자의 압력 유도 강한 이방성 확산을 예측하여 O2 원자가 c축 방향으로 1차원 확산하도록 했습니다. 그러나 압력 아래에서 Pb2 삼각형과 PO4 사면체 프레임워크는 불변합니다. DFT 계산에 따르면 구리 도핑은 상압에서 Pb-Pb 삼각 구조의 수축을 유발하며 정적인 수압 2.45 GPa에 해당합니다. 이는 특정 재료에서 나노 레벨의 이온 이방성 전달에 대한 압력 및 도핑 요소가 유용할 수 있음을 시사합니다. 압력 유도 이방성 전달은 전자 화학 이온 시냅스와 같은 혁신적인 마이크로전자 장치의 설계를 위한 가능성을 열어둡니다. 본 논문에서 결과를 재현하기 위한 모든 입력 파일, 최종 훈련 데이터 집합 및 깊은 포텐셜 모델 파일은 AIS Square 웹 사이트 (https://www.aissquare.com/)에서 이용할 수 있습니다.

한 문장 요약: 이 연구는 머신러닝 모델을 활용하여 납 인 산화물 내부의 구리 도핑으로 인한 1차원 전자 전도 경로를 밝혀내었으며, 초전도와 관련이 있을 것으로 예측되며, 압력과 온도 변화에 따른 산소 이온 확산 행동을 예측하여 혁신적인 마이크로전자 장치 설계에 가능성을 제공합니다

LK99가 초전도체로 검증하는 지금 일반인들 관전 포인트는 중국 동향입니다. 관련 자료를 모두 공유하던 중국대학 및 연구소들의 자료가 어느 순간부터 비공개 혹은 삭제되고 있거든요. 

그리고 이 글은 번역기를 돌렸는데.. 이해가 안 가면 원문 영어를 참조하세요.