連續(xù)多日的「室溫超導」事件，還在不斷有新的后續(xù)。

曾經(jīng)讓樣品實現(xiàn)半懸浮的華科團隊今日發(fā)文，表示要確定LK-99的真正潛力，需要得到不含雜質(zhì)的高質(zhì)量晶體，這才是關(guān)鍵所在。

而就在昨天，LK-99的室溫超導性，疑似被中國科學院物理所證偽。

該話題現(xiàn)在已經(jīng)登上知乎熱門話題榜首

中國科學院物理所北京凝聚態(tài)物理國家研究中心在9號發(fā)文提出：LK-99的超導行為不是由銅離子取代鉛離子后產(chǎn)生的微觀結(jié)構(gòu)形變產(chǎn)生的，而是由Cu2S在385K左右的一級結(jié)構(gòu)相變引起的。

與此同時，來自普林斯頓Schoop Lab的研究也支持了北大團隊的結(jié)果：即LK-99（Pb?Cu(PO?)?(OH)?）更有可能是磁體，而不是常溫常壓超導體。

如今話題的中心，已逐漸變成對LK-99超導性的質(zhì)疑和否定。

所以，LK-99的室溫超導夢碎了嗎？

華科大最新研究：不含雜質(zhì)的高質(zhì)量晶體是關(guān)鍵

今天，B站上第一個復現(xiàn)LK-99樣品抗磁性的「關(guān)山口男子技師」團隊——常海欣教授、武浩、楊麗等再次發(fā)表論文，他們的結(jié)論是：要確定LK-99的真正潛力，不含雜質(zhì)的高質(zhì)量晶體非常重要。

雖然團隊在LK-99樣品中觀察到了明顯的電阻在387K處的跳變，但目前還無法確定電阻跳變的原因，而且測試的樣品仍然呈現(xiàn)半導性，電阻也沒有真正降為0.....

論文地址：https://arxiv.org/pdf/2308.05001.pdf

具體流程：

團隊先對合成的LK-99樣品進行了XDR檢測，結(jié)果表明合成的樣品與Sukbae Lee論文中的LK-99相似，但也檢測到了Cu2S和Cu2O雜質(zhì)的存在。

這一發(fā)現(xiàn)與中國科學院物理所的研究結(jié)果是相同的。

接著，團隊將合成的LK-99樣品（圖a,b）進行拋光，從灰黑色的粗糙表面變成了銀灰色的光亮表面（圖c,d）。

然后從樣品中打碎了一小塊進行了電阻-溫度（R-T）測試，圖e顯示了相應的R-T曲線。

可以看到，樣品整體R-T曲線呈典型的半導體行為，還在387K附近出現(xiàn)了明顯電阻跳變.

重復進行R-T測試，圖f中依舊顯示出了明顯的電阻跳變。

面對電阻跳變的現(xiàn)象，團隊有兩種猜測：

第一種是材料中包含超導相的成分，且與半導體相成分形成了連接。

第二種是材料或雜質(zhì)在這個溫度下發(fā)生了一種未知的相變。

為了驗證上述猜想，團隊進行了不同磁場下的R-T測試，如下圖。

如圖a所示，隨著外加磁場的增大，電阻的跳變溫度保持不變，不同于典型超導體的磁場敏感性。

為了驗證這種現(xiàn)象不是偶然出現(xiàn)的，團隊對樣品2進行了同樣的操作，但結(jié)果如下圖b，仍然顯示電阻在380K和364K附近跳變，且跳變溫度不隨磁場或施加電流變化 。

最后，團隊對樣品1的熱磁曲線（M-T、零場冷卻和場冷卻模式）進行了分析。

零場冷卻（ZFC）曲線在約341K和354K處出現(xiàn)明顯的負磁化率峰，表明發(fā)生了反磁性相變，具有明顯的排斥外磁場的效應。

場冷卻（FC）曲線與ZFC曲線基本重合，磁化率峰的位置和大小類似，說明該反磁性效應來自材料本身，而非磁場驅(qū)動的影響。

如圖d所示，在341K和354K附近可以觀察到明顯的反磁轉(zhuǎn)變。

這個反磁轉(zhuǎn)變點的溫度小于電阻跳變溫度，與室溫超導體的特性不同。

最后，研究人員表示導致這種結(jié)果出現(xiàn)的原因，很可能是因為研究得到的LK-99樣品是一個混合相。

其中，半導體相占主導地位，因此總體表現(xiàn)出了典型的半導體特性。而為了鑒定出的本質(zhì)特性，需要高純度的單晶樣品，同時也要注意雜質(zhì)在實驗過程中帶來的影響。

中國科學院物理所：是結(jié)構(gòu)相變導致

昨天，中國科學院物理所發(fā)在arXiv上的論文引起了全網(wǎng)熱議。

論文地址：https://arxiv.org/abs/2308.04353

在復現(xiàn)LK-99的研究過程中，物理所發(fā)現(xiàn)了LK-99樣品中含有一定量的Cu2S雜質(zhì)。

而LK-99的超導性很可能就是由它引起的。

因為Cu2S會在約385K附近會發(fā)生結(jié)構(gòu)相變(從高溫的β相變?yōu)榈蜏氐摩孟?。

團隊將他們對樣品所做的XDR測試結(jié)果放在了論文中，如下圖。

XDR圖譜包括Cu2S和含有兩種不同Cu2S含量LK-99的混合物。

為了研究Cu2S的這一相變是否導致了LK-99樣品中的「超導性」行為，團隊測試了純Cu2S和LK-99與Cu2S混合物的電阻率和磁化率。

可以看到圖2中，Cu2S的電阻率在385K附近迅速下降了3-4個數(shù)量級，非常類似Lee等人報道的LK-99材料的轉(zhuǎn)變行為。

圖3顯示了不同Cu2S含量混合物的電阻率測量結(jié)果。盡管混合物的電阻率測量也觀察到類似的突變，但沒有達到零電阻。

圖4顯示了混合物的磁化率隨溫度的變化,存在明顯的熱釋跡，意味著這是一個一級相變。

綜上所述，中國科學院物理所認為Lee等人報道的LK-99材料中的「超導性」行為很可能起源于Cu2S雜質(zhì)的一級結(jié)構(gòu)相變，而不是LK-99本身的超導轉(zhuǎn)變。

同時，昨天普林斯頓Schoop Lab的團隊也發(fā)文稱：LK-99更可能是磁體，而不是常溫常壓超導體。

這個結(jié)論和中國科學院物理所團隊一致。

論文地址：https://drive.google.com/file/d/1ekD2KVV_SUid2wH__o1ODS3hTl1GUFb5/view?pli=1

韓國的進展

這熱熱鬧鬧的全世界對LK-99追捧、質(zhì)疑的復現(xiàn)熱潮對韓國本土的影響好像不那么大......

但其實早在8號的時候，拿到了原始樣品的韓國能源工程學院就完成了對LK-99的微晶結(jié)構(gòu)的驗證。

結(jié)果與論文一致，代表這篇論文的可靠性得到了證實。

據(jù)報道，量子能源研究所制造的樣品在純度、均勻性和再現(xiàn)性方面獲得了能源學院研究人員的及格評級。這意味著材料合成已經(jīng)達到了穩(wěn)定的軌道。

但對于國外研究人員已成功制備出但特性和內(nèi)部結(jié)構(gòu)有很大差異的LK-99樣品，研究人員解釋稱：

這是陶瓷化合物的特性導致的。因為制造陶瓷化合物的過程與燒制陶器相似，即使使用相同的材料，結(jié)果也會因制造者的不同而有所差異。

他還表示，量子能源研究所有論文中未包含的專有技術(shù)。量子能源研究所六年前就開發(fā)出了這種材料，但副產(chǎn)物很多，所以純度和重現(xiàn)性都較低，但六年時間里提升了水平。

網(wǎng)友討論

所以，韓國團隊的「室溫超導」大戲要落幕了嗎？

知友「王清揚」給中國科學院物理所論文做了一個簡單的總結(jié)：LK-99的類超導行為，很可能是源于硫化亞銅的一階結(jié)構(gòu)相變引起的電阻率驟降。

來源：王清揚

知友「瘋狂紳士」認為，中國科學院這篇論文和韓國團隊的成果非常接近。差不多復現(xiàn)了韓國論文中在400k的電阻跳變。

是最關(guān)鍵的成分。

而且中國科學院的論文中測了兩次電阻，溫度從高到低到溫度從低到高都測了，非常專業(yè)。

而對于常溫下的高抗磁性，現(xiàn)在大家都只有猜測，沒有統(tǒng)一的說法。韓國人的一維超導鏈是一個合理的解釋。

來源：瘋狂紳士

知友「Mile Christ」認為，物理所的論文基本上和解決了電阻跳變來源的問題，非常有說服力，但是還有一個遺留問題在于，如何解釋常溫的高抗磁性。

而且他咨詢了論文的一位作者，說樣品的結(jié)構(gòu)實際上很不清楚，尤其是不知道dope了多少銅。第一性原理計算用的是假設(shè)的結(jié)構(gòu)，發(fā)現(xiàn)鐵磁比順磁態(tài)能量低，跟反鐵磁能量差不多，而且不加phonon的情況下沒有發(fā)現(xiàn)超導。

來源：Mile Christ

還有一位知友認為：中國科學院這篇論文已經(jīng)很好地打臉了韓國團隊的論文，認為韓國團隊的原論文對于電阻測試的等數(shù)據(jù)有選擇性呈現(xiàn)，是科研誠信的問題，現(xiàn)在把球踢到了韓國人那邊，看他們怎么應對。

來源：知乎用戶