室温超导阅读笔记

来源：逸柳投研笔记（ID：ealiu_investment）

上周室温超导比较热门，有必要了解下。主题行情的走势，最后取决于公众什么时候认识到某个主题的实质。越不容易证伪的东西，其主题行情持续时间就越长。

这里看了《20230803-东方证券-有色、钢铁行业室温超导深度报告：室温超导，百年梦想，创新涌现》，做一些摘要。

一、超导及超导材料

超导现象自 1911 年被发现以来就备受全球科学家关注。所谓超导现象，实际上是电子系统在凝聚态物质中发生量子凝聚后表现出的奇异性质, 如有限温度下的零电阻和完全抗磁特性等。

(1）临界温度：超导体的临界温度是超导体研究的核心之一，决定了超导体的实际应用与制备方法。所谓临界温度，即超导体从正常态转变为超导态（0 电阻）时的温度。

(2）完全抗磁特性：即磁场中的金属处于超导状态时，体内磁感应强度为零的现象。这一现象又被称为迈斯纳效应。

我们关注的是这个临界温度，而临界温度属于不同材料的一种性质。所以超导问题在较大程度上是一个材料学问题。

根据下图，我们可以看到铁氧化物材料的临界问题都在液氮（77K，开尔文0度是绝对零度，也就是-273.15度）以下。而铜氧化物超导转变温度可以超过77K。

通常将44K以上临界温度的超导材料称为高温超导材料。

二、LK-99材料

在此之前研究的超导材料要么低温，要么是高压。

根据. P. Drozdov 等于 2019 年发表在《Nature》上的论文《Superconductivity at 250 K in lanthanum hydride under high pressures》，十氢化镧（LaH10）是目前已知的临界温度最高的超导体，其临界温度达 260K 以上，但需要在 190 万个大气压下才能实现。

而根据韩国研究团队2023年7月22日发表的论文《Superconductor Pb10-xCux(PO4)6O showing levitation at room temperature and atmospheric pressure and mechanis》，LK-99为一种掺杂铜的铅磷灰石材料体系（中文名叫做改性铅磷灰石）。该材料在常压条件下，临界温度为400K，也就是127摄氏度。

论文阐述了这种材料具有常温常压超导性的原因：LK-99 之所以具备室温超导特性，原因在于通过铜原子对铅原子的替代，在晶格中造成了微小畸变（产生了约 0.48%的体积收缩），而铅原子和磷酸氧之间通过结构畸变和应变产生了量子阱（SQW），电子通过量子隧穿效应在量子阱（SQW）之间移动时，实现了零电阻。

这里面专业术语比较多，我的大学物理知识搞不懂，总之就是室温超导具有一定的理论可行性。但是也具有一定的争议，需要能够反复浮现。

但是我们可以看到其中涉及的材料，Pb是铅，所以铅锌矿（铅在自然界通常和锌一起存在）产业链相关企业是超导概念股。

三、现有的超导材料

目前的低温超导材料，常用的是NbTi（铌钛合金）和Nb3Sn（铌锡超导合金）。由于其具有优良的机械加工性能和成本优势，在相当长的时期内仍将在商业化超导市场中处于主导地位。其绝大部分应用都是基于超导磁体产生的强磁场，主要应用领域包括 MRI（磁共振成像）、ITER（核聚变实验反应堆）、加速器、科研用特种磁体等。

高温超导材料的应用主要在磁悬浮列车以及超导电缆。2021 年 1 月 13 日，世界首条高温超导高速磁浮工程化样车及试验线在四川成都正式启；2021 年 9 月 28 日，我国首条 10 kV 三相同轴高温超导交流电缆在深圳投运，为深圳地标平安大厦等重要负荷供电。

四、室温超导实现的应用远景

能源传输是重点。包括核聚变成本降低，以及能够实现远距离、高效率电力传输。

交通领域，主要是磁悬浮列车，造价更低。

医疗领域，医学诊断平价化。

电子设备，有助于实现量子计算机的小型化。

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