中國科學院物理所發文:LK-99出現零電阻特性是硫化亞銅帶來的,不是超導材料

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原標題:中國科學院物理所發文:LK-99出現零電阻特性是硫化亞銅帶來的,不是超導材料

出品|搜狐科技

作者|鄭松毅

LK-99最新進展,今日,中國科學院物理研究所/北京凝聚態物理國家研究中心在arxiv發表論文表示,沒有從合成的LK-99中觀察到超導性,LK-99的類超導行為是由Cu_2S(硫化亞銅)雜質的一級結構相變引起的。該論文作者包括中國科學院物理所研究員雒建林等。

“我們觀察到電阻率和磁化率出現急劇的類超導轉變和熱滯行為。然而,我們沒有觀察到低于轉變溫度的零電阻率。 我們認為,LK-99 中所謂的超導行為很可能是由于 Cu_2S 在 385K左右發生一級結構相變(從高溫下的 β 相到低溫下的 γ 相)引起的電阻率降低所致。”

針對Cu_2S雜質影響因素,研究團隊制做了兩個實驗樣本,分別為Cu_2S以及LK-99 和 Cu_2S 混合物,并實驗驗證這兩者的輸運和磁性質。

結果發現,Cu_2S(樣品1) 在 385 K 左右下降了3至4個數量級,這種電阻率下降與韓國研究團隊 Lee 等人報道的 LK-99 中的電阻下降類似,后者下降時的溫度約為 378K。意味著LK-99出現接近零電阻的特性,是Cu_2S(硫化亞銅)帶來的,而不是超導材料帶來的。

此外,研究團隊還測量了 LK-99 和 Cu_2S 混合物(樣品2,與韓國實驗材料相同)的電阻率,結果顯示在該溫度下電阻率發生急劇轉變,與報道的結果一致,但電阻率不為零,再次說明韓國實驗的LK-99并非超導材料。

基于對電阻率和磁化強度的測量,研究團隊認為,LK-99 中的類超導行為很可能源自 Cu_2S 的一級結構相變。

此前,東南大學物理學教授孫悅發布視頻表示,團隊在110K(-163°C)溫度以下的常壓條件下,成功觀測到了LK-99的零電阻。該團隊在論文中表示,在高溫下,樣品表現出了一些半導體的特性。隨著溫度降低,在110K范圍內,樣品的電阻基本上降至0。再后來隨著溫度的升高,電阻呈曲線上升,但有趣的是,在250K左右出現了電阻陡降的情況,孫悅解釋道可能是電機做得不夠干凈。現在看來,實驗樣品中的雜質對于電阻率變化的影響確實較大。

南京大學教授、超導材料和物理研究中心主任聞海虎對搜狐科技表示,“東南大學的研究數據顯示了一個小電阻態,但是沒有超導磁滯回線作證,也許就是小的組態,而非超導。”他介紹,判斷材料是否為超導體需具備兩個條件——零電阻和完全抗磁性,從目前重復實驗結果來看,LK-99并沒有滿足上述條件。

自韓國研究團隊發表LK-99(改性鉛磷灰石)實現室溫超導相關論文以來,吸引包含北航、東南大學、華中科技大學、美國勞倫斯伯克利國家實驗室等海內外知名科學研究機構積極開展重復實驗,探求LK-99是否能真正實現室溫超導的真相。

實驗所用的LK-99材料細微差異性或許是影響實驗結果迥異的成因,理想的LK-99實驗材料究竟能否被完美復刻?

有專家表示,人類早就就提出了一種常溫超導體的制備方法,就是利用粒子之間的壓力,把粒子互相鎖住,就可以實現常溫超導。但是,把粒子互相鎖住并非易事,更多人覺得是幻想。據了解,韓國團隊這次先是把不同的材料燒來燒去,最后恰好在一片樣品中使銅粒子包裹住了鉛粒子,鉛粒子里面壓住了一圈氧離子,最里層的氧離子被鎖住難以震動,從而導致電子流過時不會因粒子震動而產生電阻。這種燒制方法類似于抽獎,需銅粒子恰好出現在晶格恰當的位置才能形成超導晶體,否則就是廢品。

聞海虎介紹,韓國團隊在論文中表示,當時在實驗過程中高溫環境下試管發生了破裂,有氧氣進入,但論文中并沒有說清究竟進入了多少氧氣,以及是在什么溫度下進入的。另外,不同實驗室使用的化學式配平的方法不同,也將影響實驗數據。因此,還需繼續實驗進行探索。

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