畫句號？中科院發(fā)現(xiàn)“室溫超導(dǎo)材料”假象根源，已發(fā)預(yù)印本論文

“我們的工作指出了把LK-99錯認(rèn)成超導(dǎo)體的原因?！敝袊茖W(xué)院物理研究所研究員、博士生導(dǎo)師雒（luò）建林告訴澎湃科技。

一篇來自中國科學(xué)院研究團(tuán)隊的最新發(fā)表在arXiv網(wǎng)站的預(yù)印本論文可能為“LK-99是室溫超導(dǎo)體”畫上了句號。

近日，因為LK-99材料被韓國研究團(tuán)隊宣稱能夠室溫超導(dǎo)，研究LK-99的預(yù)印本論文“涌入”arXiv網(wǎng)站。但可能馬上就要告一段落：最新發(fā)表在arXiv網(wǎng)站的一篇預(yù)印本論文不僅表示LK-99能室溫超導(dǎo)是假象，還找到產(chǎn)生這一假象的原因——硫化亞銅雜質(zhì)。

此外，來自北京大學(xué)量子材料科學(xué)中心、美國普林斯頓大學(xué)等機(jī)構(gòu)的科研團(tuán)隊也分別提交預(yù)印本論文稱，雖然觀察到其“燒制”的LK-99樣品均未表現(xiàn)出超導(dǎo)性，更像磁體，而非室溫超導(dǎo)體。

8月9日，前述論文的通訊作者之一、中國科學(xué)院物理研究所研究員、博士生導(dǎo)師雒（luò）建林告訴澎湃科技，“我們的工作指出了把LK-99錯認(rèn)成超導(dǎo)體的原因?！薄皩嶒灲Y(jié)果表明（LK-99能常壓室溫超導(dǎo)）是假象，來源于硫化亞銅。”“LK-99不超導(dǎo)! 雖然相關(guān)樣品具有弱抗磁性，但不具有完全抗磁性，也沒有零電阻現(xiàn)象。”

該論文于8月8日15時59分提交至arXiv網(wǎng)站，目前已對外發(fā)布。

中國科學(xué)院物理研究所團(tuán)隊：LK-99像超導(dǎo)，但實際不是，硫化亞銅導(dǎo)致假象

硫化亞銅是“燒制”LK-99的原材料之一。LK-99是銅摻雜的鉛磷灰石材料，成分為Pb10-xCux(PO4)6O (0.9

在實驗中，吳偉等研究人員“燒制”了不同硫化亞銅含量的兩種LK-99，分別測量其電阻、抗磁性等參數(shù)，并與純硫化亞銅的相應(yīng)參數(shù)進(jìn)行對比。其中，樣品1（S1）的反映硫化亞銅含量的“強(qiáng)度比”參數(shù)約是5%，樣品2（S2）的這一參數(shù)約是70%。

實驗結(jié)果顯示，樣品S1在370K（96.85攝氏度） 時電阻率躍變，并伴有熱滯后現(xiàn)象；樣品S2在370K（96.85攝氏度）時電阻率急劇下降，在100K（零下173.15攝氏度）以下，電阻率隨著溫度的降低而增加，表現(xiàn)出類似半導(dǎo)體的特征。

臨界溫度下的零電阻和完全抗磁性，是超導(dǎo)體的兩個重要特征。

雒建林向澎湃科技表示，硫化亞銅在400K（126.85攝氏度）附近存在一個由“六角相”到“單斜相”的結(jié)構(gòu)相變。在相變點(diǎn)附近，其電阻下降3個多量級。這看起來像“超導(dǎo)”相變，但實際不是。目前的實驗證據(jù)表明，無法通過增減樣品中硫化亞銅的含量或其他辦法實現(xiàn)超導(dǎo)。

前述論文寫道，“我們認(rèn)為，LK-99中所謂的超導(dǎo)行為很可能是由于硫化亞銅在385K（111.85攝氏度）左右發(fā)生一階結(jié)構(gòu)相變，從高溫下的β相變?yōu)榈蜏叵碌摩孟?，從而?dǎo)致電阻率降低?！?/p>

據(jù)澎湃新聞此前報道，7月22日上午，韓國量子能源研究中心公司相關(guān)研究團(tuán)隊在預(yù)印本網(wǎng)站arXiv上先后提交兩篇類似的論文，宣稱一種命名為LK-99的銅摻雜鉛磷灰石材料擁有“室溫+常壓”超導(dǎo)能力。隨后，國際上多個研究團(tuán)隊開始重復(fù)實驗，嘗試合成LK-99，以復(fù)現(xiàn)韓國團(tuán)隊的實驗結(jié)果。相關(guān)消息對全球股市也產(chǎn)生了影響。

7月31日16時13分，北京航空航天大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院劉知琪教授團(tuán)隊在預(yù)印本網(wǎng)站arXiv上提交論文。該論文稱，其合成的LK-99樣品的室溫電阻不為零，也沒有觀察到它存在磁懸浮現(xiàn)象；該材料類似半導(dǎo)體，而非超導(dǎo)體。

8月2日14時59分，東南大學(xué)物理學(xué)院教授、博士生導(dǎo)師孫悅在預(yù)印本網(wǎng)站arXiv提交論文稱，在100K（零下173.15攝氏度）以上溫度時，其LK-99樣品測得零電阻，但是沒有抗磁性。孫悅在視頻中稱，一共測了6片樣品，但只在1片樣品里面觀測到了零電阻，其他樣品大多數(shù)產(chǎn)生的是半導(dǎo)體的行為。其論文稱，“我們的發(fā)現(xiàn)表明，Pb10-xCux(PO4)6O有可能成為尋找高溫超導(dǎo)體的候選材料?！?/p>

北京航空航天大學(xué)科研團(tuán)隊提交預(yù)印論文稱，沒有在重復(fù)實驗中觀察到磁懸浮現(xiàn)象。

北京大學(xué)量子材料科學(xué)中心團(tuán)隊：觀察到LK-99樣品“半懸浮”，但不具超導(dǎo)性

8月6日13時34分，北京大學(xué)量子材料科學(xué)中心（ICQM）科研人員在預(yù)印本網(wǎng)站arXiv提交了一篇題為《類LK-99合成樣品的鐵磁半懸浮現(xiàn)象》（Ferromagnetic half levitation of LK-99-like synthetic samples）的研究文章。

該論文稱，環(huán)境條件下的磁半懸浮被認(rèn)為是一種“壯觀且容易獲得”的現(xiàn)象，因此一直是LK-99材料驗證實驗嘗試的重點(diǎn)。北京大學(xué)研究團(tuán)隊雖然在一些片狀的小碎片樣品中成功地觀測到了“磁半懸浮”現(xiàn)象，但經(jīng)測量，其樣品中不存在邁斯納效應(yīng)或零電阻，因此不具有超導(dǎo)性。實驗結(jié)果表明，其樣品普遍含有微弱但確定的軟鐵磁成分。

北京大學(xué)量子材料科學(xué)中心（ICQM）科研團(tuán)隊合成的LK-99樣品。

研究團(tuán)隊認(rèn)為，軟鐵磁足以解釋其樣品在強(qiáng)垂直磁場中的半懸浮現(xiàn)象。該論文稱，“最近的計算顯示，Pb10-xCux(PO4)6O中存在平帶狀電子結(jié)構(gòu)，這可能會導(dǎo)致自發(fā)鐵磁性，值得進(jìn)一步研究。”

北京大學(xué)副教授、北京大學(xué)量子材料科學(xué)中心研究員、博士生導(dǎo)師賈爽和北京大學(xué)副教授李源是上述論文的通訊作者。

華中科技大學(xué)團(tuán)隊：樣品可大角度“半懸浮”，但未測電阻

8月3日凌晨3時13分，曾在嗶哩嗶哩網(wǎng)站發(fā)布LK-99驗證實驗視頻而引起轟動的華中科技大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院常海欣教授團(tuán)隊在預(yù)印本網(wǎng)站arXiv提交論文，公開了他們的實驗進(jìn)展。該論文的標(biāo)題是《LK-99的成功合成和室溫常壓磁懸浮》（Successful growth and room temperature ambient-pressure magnetic levitation of LK-99）。

華中科技大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院常海欣教授團(tuán)隊合成LK-99的實驗步驟和最終樣品。

該論文稱，他們成功合成了LK-99材料，并在室溫和環(huán)境壓力下能以較大的角度“半懸浮”?！拔覀兊难芯拷Y(jié)果表明了結(jié)晶度和適當(dāng)?shù)你~摻雜的重要性，表明了這種磷酸鹽氧化物中銅氧誘導(dǎo)帶變化的基本潛在超導(dǎo)機(jī)制。我們期待更多一致的測試，如室溫下的電學(xué)測試，將顯示出這種磷酸鹽氧化物的巨大潛力。”

華中科技大學(xué)8月1日首發(fā)在國內(nèi)網(wǎng)站嗶哩嗶哩（B站）上關(guān)于LK-99材料重復(fù)實驗的視頻，在國內(nèi)外社交媒體上大火。相關(guān)視頻被列為前述論文的補(bǔ)充材料。

相關(guān)視頻的簡介寫道，“華中科技大學(xué)材料學(xué)院博士后武浩、博士生楊麗，在常海欣教授的指導(dǎo)下，成功首次驗證合成了可以磁懸浮的LK-99晶體，該晶體懸浮的角度比Sukbae Lee等人獲得的樣品磁懸浮角度更大，有望實現(xiàn)真正意義的無接觸超導(dǎo)磁懸浮?！?/p>

相關(guān)視頻的發(fā)布者稱，尚未測量相關(guān)樣品的電阻。因為測電阻需要微納加工，破壞樣品?！澳壳爸挥幸黄苄〉臉悠?，不敢動，實在不敢動?！闭诩蛹薄盁啤钡谌鷺悠贰?/p>

美國普林斯頓大學(xué)等機(jī)構(gòu)聯(lián)合團(tuán)隊：LK-99樣品透明，排除超導(dǎo)

8月9日，美國普林斯頓大學(xué)一篇預(yù)印本論文未發(fā)先火，引起了人們關(guān)注。該論文印證了北京大學(xué)量子材料科學(xué)中心科研團(tuán)隊的實驗結(jié)果和結(jié)論。

透明的LK-99樣品。

美國普林斯頓大學(xué)前述論文雖已提交，但尚未被預(yù)印本網(wǎng)站正式發(fā)布，作者已將其上傳至網(wǎng)盤，并于9日分享到社交媒體網(wǎng)站上。

該論文相關(guān)研究由美國普林斯頓大學(xué)物理系、化學(xué)系，美國俄勒岡大學(xué)化學(xué)與生物化學(xué)系，德國馬克斯·普朗克固體化學(xué)物理學(xué)研究所等機(jī)構(gòu)的科研人員聯(lián)合完成。

該論文稱，在最近的一系列報道中，摻雜磷灰石鉛（LK-99）被認(rèn)為是一種候選的常溫常壓超導(dǎo)體。然而，從實驗和理論角度來看，這些說法在很大程度上都沒有得到證實。為此，研究團(tuán)隊合成了LK-99樣品，但分析結(jié)果表明，其樣品沒有表現(xiàn)出高溫超導(dǎo)性。

美國普林斯頓大學(xué)物理系、化學(xué)系，美國俄勒岡大學(xué)化學(xué)與生物化學(xué)系，德國馬克斯·普朗克固體化學(xué)物理學(xué)研究所等機(jī)構(gòu)的科研人員聯(lián)合完成的一篇預(yù)印本論文稱，LK-99樣品更有可能是磁體，而不是常溫常壓超導(dǎo)體。

研究人員計算發(fā)現(xiàn)，該材料的六邊形通道中可能含有 OH-陰離子，而不是二價氧陰離子；而且銅的替代在熱力學(xué)上是非常不利的?！捌胶饨Y(jié)構(gòu)的聲子光譜顯示出許多不穩(wěn)定的聲子模式?！薄氨M管最初曾試圖以這種方式對 LK-99 進(jìn)行建模，但銅是否以有意義的濃度進(jìn)入該結(jié)構(gòu)，仍值得懷疑?！?“這種帶不太可能支持強(qiáng)超流性，反而容易在低溫下產(chǎn)生鐵磁性（或平面外反鐵磁性）?！薄翱傊琍b9Cu(PO4)6(OH)2更有可能是磁體，而不是常溫常壓超導(dǎo)體?！?/p>