本文經(jīng)AI新媒體量子位（公眾號ID:QbitAI）授權(quán)轉(zhuǎn)載，轉(zhuǎn)載請聯(lián)系出處。

LK-99最新進(jìn)展，普林斯頓大學(xué)Schoop Lab復(fù)現(xiàn)失敗，還提出一個(gè)新觀點(diǎn)：

根據(jù)形成能計(jì)算，在鉛原子位點(diǎn)摻雜銅似乎不可行。

特別之處在于，他們提到所合成的樣品晶體在放大鏡下是透明的。

團(tuán)隊(duì)在磁性和電阻測量中都沒有觀察到超導(dǎo)跡象；理論計(jì)算結(jié)果則是銅的摻雜不穩(wěn)定，電子結(jié)構(gòu)不利于超導(dǎo)，更利于磁性。

這篇整整38頁的論文，最終給出的結(jié)論支持了昨天北大團(tuán)隊(duì)論文的結(jié)果：

Pb?Cu(PO?)?(OH)?更有可能是磁體，而不是常溫常壓超導(dǎo)體。

目前論文還沒有上傳到arXiv，僅僅是一個(gè)谷歌文檔也引起了大量關(guān)注。

即將到普林斯頓任化學(xué)和生物工程助理教授的Andrew S. Rosen表示：

（銅原子取代鉛需要的額外能量）13.9 eV，這能量太高了。

對于按照這個(gè)結(jié)論為什么卻能看到部分復(fù)現(xiàn)成功的案例，量子材料物理教授Prof. Michael S Fuhrer指出，普林斯頓團(tuán)隊(duì)這篇論文真正的結(jié)論應(yīng)該是“韓國團(tuán)隊(duì)提出的結(jié)構(gòu)并不一定準(zhǔn)確，可能與實(shí)驗(yàn)中的真實(shí)物質(zhì)不一樣”。

不過低溫物理學(xué)家、量子系統(tǒng)工程師Jorrit de Boer認(rèn)為，這是非常著名的研究組寫的非常詳盡的論文，他們在復(fù)雜晶體“生長”和電子理論領(lǐng)域都是頂尖水平。

論文中還包含“為什么用任何合成方法都極不可能發(fā)生鉛-銅替代的根本原因。當(dāng)然（與韓國團(tuán)隊(duì)樣品）不是完全相同的晶體，但似乎結(jié)束了。

普林斯頓團(tuán)隊(duì)怎么說？

普林斯頓團(tuán)隊(duì)對自己的研究給出了一段總結(jié)：

• 按照（韓國團(tuán)隊(duì)）描述的流程合成出樣品，是多相的。
• 其中核心材料磷灰石單晶是可分離且透明的。用單晶X射線衍射法（SXRD）分析與已發(fā)布的樣品粉末模式一致。
• 根據(jù)形成能計(jì)算，在鉛原子位點(diǎn)摻雜銅似乎不可行。

另外，即使假設(shè)韓國團(tuán)隊(duì)起初的銅摻雜結(jié)構(gòu)是正確的，對于給定結(jié)構(gòu)，理論也預(yù)測由于局域化的平坦能帶，該材料的基態(tài)將是磁性的。

下面具體來看。

實(shí)驗(yàn)部分，普林斯頓團(tuán)隊(duì)的樣品與韓國團(tuán)隊(duì)原始LK-99相比有更多的雜質(zhì)相，但可以把主相分離出來。

分離后各成分，與之前X射線衍射實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)（黑色）對比較為一致。

分離出來后的粉末，在顯微鏡下觀察是透明的。對光透明說明對電磁場沒有很強(qiáng)的吸收，所以更有可能不是導(dǎo)體。

接下來，他們從頭開始進(jìn)行形成能計(jì)算，并得到銅原子取代鉛需要的能量在熱力學(xué)上高度不利的結(jié)果（如下圖所示）。

團(tuán)隊(duì)還進(jìn)行了聲子譜（Phonon Spectru）的從頭計(jì)算，發(fā)現(xiàn)未摻雜和銅摻雜的結(jié)構(gòu)都存在虛聲子模式，說明結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定。

緊束縛模型（Tight Binding Model）計(jì)算結(jié)果表示，Cu在費(fèi)米能級形成高密度平坦區(qū)。根據(jù)量子幾何學(xué)表明為強(qiáng)局域化態(tài)，不利于形成超導(dǎo)，更易導(dǎo)致磁性。

相互作用哈密頓量（Interacting Hamiltonian ）的計(jì)算結(jié)果也顯示該系統(tǒng)具有強(qiáng)電子關(guān)聯(lián)效應(yīng)，有利于形成磁性，不利于超導(dǎo)。

三種計(jì)算互為補(bǔ)充，都顯示該系統(tǒng)電子強(qiáng)關(guān)聯(lián)效應(yīng)明顯，不利于超導(dǎo)。

另外，當(dāng)探測銅摻雜結(jié)構(gòu)時(shí)，發(fā)現(xiàn)不同結(jié)構(gòu)的材料在15度處都出現(xiàn)了一個(gè)新的衍射峰，峰的強(qiáng)度會(huì)因陰離子的類型和Cu的摻雜位置而變化。

如果忽略這個(gè)峰，Cu?摻雜的Pb?Cu(PO?)?O與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的匹配程度最好，這表明存在Cu摻雜位置的結(jié)構(gòu)不確定性。

從這些模擬結(jié)果來看，作者對銅能有序摻雜進(jìn)入磷灰石礦物結(jié)構(gòu)表示懷疑。

在看過論文后，馬里蘭大學(xué)量子材料中心建議普林斯頓團(tuán)隊(duì)后續(xù)測量樣品在低溫條件的性質(zhì)。

普林斯頓團(tuán)隊(duì)表示未來會(huì)考慮。

中科院物理所也發(fā)了論文

最后再來總結(jié)一下目前LK-99復(fù)現(xiàn)/研究的最新進(jìn)展。

研究方面，昨天北大團(tuán)隊(duì)論文之后，中科院物理所北京凝聚態(tài)物理國家研究中心也發(fā)表論文。

在電阻率和磁化率中觀察到了急劇地“類超導(dǎo)轉(zhuǎn)變”和熱滯行為，然而沒有觀察到低于轉(zhuǎn)變溫度的零電阻率。

我們認(rèn)為，LK-99中所謂的超導(dǎo)行為很可能是由于Cu?S在385K左右的一級結(jié)構(gòu)相變引起的電阻率降低，從β相到低溫下的γ相。

復(fù)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)方面，航天工程師老哥安德魯把15g樣品翻了個(gè)遍，也沒找到第三個(gè)有磁性反應(yīng)的碎片。

目前已經(jīng)把自己的制備的樣品交給南加州大學(xué)跨學(xué)科小組進(jìn)行后續(xù)實(shí)驗(yàn)。

另外，日本一家柔性印刷電路板領(lǐng)域的創(chuàng)業(yè)公司加入了實(shí)驗(yàn)復(fù)現(xiàn)行列，創(chuàng)始人清水信哉表示：

我手頭的設(shè)備都全了，盡管出結(jié)果的概率極低也值得一試。后續(xù)報(bào)告時(shí)間不確定，請不要期待。

國內(nèi)方面，知乎賬號@胡豆也更新了最新進(jìn)展：3個(gè)石英管進(jìn)爐，準(zhǔn)備升溫。

其中第三個(gè)還按評論區(qū)網(wǎng)友建議稍微改動(dòng)了一下配方，并表示應(yīng)該是個(gè)持久戰(zhàn)。

各個(gè)團(tuán)隊(duì)的實(shí)驗(yàn)/研究結(jié)果看下來，有人總結(jié)道：

現(xiàn)階段任何關(guān)于LK-99的生成都毫無用處，因?yàn)槊總€(gè)團(tuán)隊(duì)合成的LK-99似乎都不同。必須對韓國團(tuán)隊(duì)直接提供的樣本進(jìn)行徹底的分析才行。

而據(jù)威廉瑪麗學(xué)院校報(bào)TheFlatHat最新消息，韓國團(tuán)隊(duì)已向威廉瑪麗學(xué)院（LK-99論文作者之一金賢德教授所在的大學(xué)）發(fā)送了一批LK-99材料，預(yù)計(jì)本月抵達(dá)，屆時(shí)就將與該校團(tuán)隊(duì)開展分析。

普林斯頓論文：https://drive.google.com/file/d/1ekD2KVV_SUid2wH__o1ODS3hTl1GUFb5/view?pli=1

中科院物理所論文：https://arxiv.org/abs/2308.04353