LK-99研究团队再次提出室温超导材料PCPOSOS

LK-99研究团队再次提出室温超导材料PCPOSOS在美国物理学会三月会议上，LK-99研究团队的Hyun-TakKim教授公布了号称常温常压超导材料“PCPOSOS”的研究成果，该材料从LK-99改进而来。研究团队在展示了PCPOSOS的电阻测量结果和浮选实验等结果数据。Kim教授和其研究团队已经向美国物理学会提交了一篇论文，但尚未发表，该论文稍后也将公布在arXiv。但科学界的评估是，仅根据这一演示，很难将PCPOSOS视为室温超导体。事实上，研究团队公布的数据与已经被确认不是室温超导体的LK-99并没有太大区别。同时，在同会场另一场口头报告中，休斯敦大学研究团队还透露了LK-99的复制结果。休斯敦大学研究团队指出，LK-99并不是超导体，称其之所以看起来像超导体，与硫化铜杂质的结构转变有关。——

能量守恒无损耗？韩国发现“室温超导”这次靠谱吗?

能量守恒无损耗？韩国发现“室温超导”这次靠谱吗?来自韩国的物理学家团队，近日在预印本网站arXiv上传了两篇论文，宣称发现了首个室温常压下的超导体。论文声称：在常压条件下，一种改性的铅磷灰石（文中称为LK-99）能够在127℃以下表现为超导体。论文一经公布，便在网络上引发了热烈讨论。arXiv上的论文截图 图片来源：参考资料[1]看到这条新闻的你，一定会产生这样的疑问：怎么又是室温超导？怎么又吵翻天了？以及，为什么有种似曾相识的感觉？太长不看版超导是材料在一定温度下电阻变为0的物理现象；超导体的应用有望为科技带来巨大变革，但苦于超导转变温度过低，应用受限；室温条件下的超导体是超导研究人员的终极梦想；此次引爆舆论的韩国论文尚未通过同行评议，对于论文宣称的结果需保持谨慎，还需进一步实验验证。超导是什么？物理上，超导（superconductivity）是材料在低于一定温度时电阻变为0的现象，转变后的材料称为超导体（superconductor）。中学课本里提到过，在一个电路中，导线里的电荷在电压驱动下会像跑步运动员一样运动，从而形成电流，但经过导体的电阻会阻碍它们的运动。如果电路由超导体组成，电荷就能在电路中自由自在地奔跑，电流会一直流动下去。在一个超导铅制成的环路中，可以连续几个月都观测不到电流有减弱的迹象。超导现象由昂内斯在1911年发现图片来源：诺贝尔奖官网除了电阻为0以外，超导体还有另一个奇特的性质，称为完全抗磁性。材料转变成超导体后，就好像武僧使出了金钟罩，体内的磁场会“排斥”掉几乎所有的磁通量，磁力线无法穿透超导体。这个现象也被称为迈斯纳效应。根据超导体的完全抗磁性，可以做个有趣的实验：在超导体的正下方放置一个磁体，磁体在周围产生磁场，而超导体的内部不允许磁场存在，从而产生相反磁场，与磁体互相排斥。如果排斥力和超导体的重力相平衡，就能让超导体悬浮在半空中，仿佛科幻小说中的场景。后来物理学家总结，要看一个材料是不是超导体，就看它是否同时具有零电阻现象和完全抗磁性的特性，两者缺一不可。因为自身特殊的性质，超导体引发了人们对它未来应用的无限遐想。比如：零电阻的电路几乎没有热损耗，使用超导体材料进行长距离大容量输电，能极大地减少能量浪费，提高能源利用效率；超导线运用于发电机、电动机能大幅提高电流强度和输出功率；超导体制作超大规模集成电路的连线，能解决散热问题，提高运算速度。超导体的现实应用，有可能为科学技术带来巨大而深刻的变革。可惜，理想很丰满，现实很骨感。直到目前为止，超导体的实际应用还主要集中在粒子加速器、磁悬浮、超导量子干涉仪等特定情境中。在电力工程方面，尤其是被寄予厚望的超导线长距离输电，大范围应用仍然遥遥无期。是什么限制了超导体的大范围应用？根本原因只有一个：温度。高温超导体材料转变为超导体的温度被称为超导临界温度（Tc），低于这个Tc，超导体才能保持自身的超导性质。然而，绝大多数材料的Tc都非常低，基本都在-220℃以下，需要借助液氮或液氦等维持低温环境。想象一下，辛辛苦苦建造一条几百公里的超导输电线，还需要全程浸泡在液氮中冷却，成本得多么夸张！所以为了让超导体得到更广泛的应用，必须要找到Tc更高、最好是室温条件下（大约25℃左右）也能保持超导性质的材料。从发现超导现象开始，物理学家对高Tc超导体的寻找从未停止，但一直举步维艰。在发现超导最开始的70多年内，Tc的上限连突破-240℃都很困难。还好后来物理学家陆续发现Tc超过-173℃的超导体，目前超导体最高临界温度的记录保持者是150万个大气压下的硫化氢，Tc大约是-73℃，离理想的室温还是有一定距离，如此高压的条件也意味着难以实际应用。韩国的“室温超导”看到这，如果你还记得开头的内容的话，就发现这个韩国团队发表的论文有多么惊世骇俗了——他们宣称发现了常压下Tc大约是127℃的超导体，不仅把Tc带到室温，更是一下子直接提高了200度！根据论文描述，他们把多种含铅、铜和磷的材料经过一定组合后分别混合加热，制备得到一种掺杂铜的铅-磷灰石晶体，并且称之为LK-99。论文提供的LK-99的照片 图片来源：参考资料[1]然后，他们测量了LK-99的物理性质。根据他们给出的实验结果，在127℃以下，给LK-99施加电流，在一定的电流范围内电压都基本为零，表现出了零电阻的特性。论文宣称，温度、电流和磁场达到一定临界值后，零电阻现象也随之消失，符合超导体的性质。在达到临界电流前，LK-99的电压趋于零，表现出零电阻 图片来源：参考资料[1]除了零电阻以外，超导体的另外一个重要特性是完全抗磁性。对此，团队提供了实验数据图，还在网上发表了视频演示。视频中，在室温常压的环境下，一小片LK-99样品放在一块磁铁上，一端贴近磁铁，另一端自发抬升，仿佛受到了某种排斥力。不过，视频里的抬升并不像很多超导体的迈斯纳效应那样，完全悬浮在磁铁上。事实上，部分强抗磁性的材料，比如铁磁粉末压块，在强磁场下也会和磁体排斥，出现视频中类似的抬升效果。因此，单凭这段视频，并不能证明LK-99拥有超导体那样的完全抗磁性。但论文团队认为，他们的一系列实验验证了LK-99在室温常压下是超导体。他们还作出了理论解释，认为铅磷灰石的部分铅离子被铜离子替代后，体积微小地收缩导致材料结构变形，进而在内部的交界面上产生了超导量子阱，从而产生了超导现象。论文尝试从结构上解释LK-99室温超导的原理图片来源：参考资料[2]不过，LK-99的结构与之前发现的主流高温超导体有显著不同，他们给出的理论解释暂时还只是一种猜测。狼来了的故事你会对室温超导有“似曾相识”相识的感觉，可能是因为就在今年3月，曾经有另一个和室温超导相关的“重磅炸弹”，在公众之中掀起了不小的波澜。当时，在美国物理学会会议上，美国罗切斯特大学的物理学家兰加·迪亚斯（RangaDias）及其团队宣称，他们在1GPa（约等于1万个大气压）的压强下，在镥-氮-氢体系中材料中实现了室温（约21℃）超导。罗切斯特大学的兰加·迪亚斯图片来源：罗切斯特大学然而，在迪亚斯发布研究仅仅一周后，多个实验团队就发表论文声明，在针对镥化氢化合物的重复实验中没有发现超导现象。尽管迪亚斯坚持声称自己的实验结果真实可信，但他在《自然》和《物理评论快报》（PhysicsReviewLetters）上发表的文章接连因造假嫌疑被撤稿，他提出的室温超导材料也被认为证据不足而受到了广泛质疑。镥-氢-氮材料的电阻随温度的变化曲线，温度低至2K都没有发现超导转变 图片来源：参考资料[3]与今年3月迪亚斯的“发现”相比，这次韩国团队论文中的常压下127℃的超导还要更加令人震惊。那么，韩国团队的“实验结果”，会不会和迪亚斯宣称发现室温超导一样，最后变成争议不断的学术闹剧呢？值得一提的是，上次迪亚斯的论文一开始是发表在《自然》上，虽然当时还没有实验复现，但至少经过了一定的同行评议；而这次韩国团队的论文发表在预印本网站arXiv上，完全没有同行评议的过程。arXiv发布论文的门槛很低，通常是研究人员在自己论文正式发表之前，先在arXiv上传预稿证明原创性，论文往往是鱼龙混杂，质量难以得到保证。其实不仅是迪亚斯，几乎每年都有团队声称发现了室温超导的材料，可至今...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1373465.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1373465.htm

LK-99 室温超导体论文受到广泛质疑

LK-99室温超导体论文受到广泛质疑自26日，韩国科学家声称发现世界首个室温常压超导体LK-99后。已有许多业内人士对此提出了质疑。有人整理了一个。下面是一些质疑的声音。美国阿贡国家实验室的一位物理学家：“他们表现得像一群业余爱好者。他们对超导知之甚少，而且他们提供一些数据的方式也很可疑。”中国南京大学物理学教授闻海虎表示，，但委派了一位同事来做复现实验。但是，闻海虎还表示，即便是复现，也不能说明它是超导材料，除非判断超导的证据非常明确。印度国家物理实验室的VPSAwana博士在他的个人Facebook上发布了他们的结果称，两次。上周该团队的一位首席研究人员告诉韩国联合通讯社，韩国科学家团队宣布发现室温超导体的论文在网上发表。也许室温超导体这种只在科幻小说中才存在的材料要问世仍需要一些时间。

自然杂志：科学家迄今为止未能证明韩国团队的 LK-99 材料是室温超导体

自然杂志：科学家迄今为止未能证明韩国团队的LK-99材料是室温超导体一个韩国团队声称发现了一种在室温和环境压力下工作的超导体，这一消息引起了广泛关注，并促使科学家和业余爱好者进行了大量的复现工作。但最初在实验和理论上重现这一值得关注的结果的努力却未能成功，研究人员仍然深感怀疑。由首尔初创公司量子能源研究中心的SukbaeLee和Ji-HoonKim领导的研究小组在7月1日25日发表的预印本中表示，一种由铜、铅、磷和氧组成的化合物，被称为LK-99，在环境压力和温度高于127°C（400开尔文）时是超导体。研究小组声称，样品显示出超导性的两个关键迹象：零电阻和迈斯纳效应，其中材料排出磁场，导致样品悬浮在磁铁上方。以前的努力仅在极低的温度或极高的压力下在某些材料中实现了超导。尚未证实任何材料在环境条件下是超导体。首次复现LK-99的尝试在最近几天的报道中并没有改善该材料的前景。这些研究都没有直接证据表明该材料具有超导性。（韩国团队未回应《自然》杂志的置评请求。）印度新德里国家物理实验室和北京北航大学的两个独立实验团队分别报告说，他们成功合成了LK-99，但没有观察到超导性的迹象。中国南京东南大学的研究人员进行的第三个实验在LK-99中没有发现迈斯纳效应，但在-163°C（110开尔文）时测得LK-99的电阻接近零——这远低于常温，但对于超导体来说却很高。理论学家也加入了争论。几个理论研究使用了一种名为密度泛函理论（DFT）的计算技术来计算LK-99的电子结构。DFT计算表明LK-99可能具有有趣的电子特性，在其他材料中，这些特性与铁磁性和超导性等行为有关。但是没有一项研究发现LK-99在常规条件下是超导体。复现尝试的有限成功并没有平息网上的猜测。尽管许多材料（包括石墨烯、青蛙和钳子）都可以表现出类似的磁性行为，但未经证实的样本视频（据称是由于超导性而悬浮）已作为“证据”流传开来。——（nature）

LK-99首批重复实验结果出炉：三篇论文两篇来自中国 理论可行但未复现悬浮或超导

LK-99首批重复实验结果出炉：三篇论文两篇来自中国理论可行但未复现悬浮或超导其中两篇来自中国，分别由来自北京航空航天大学材料科学与工程学院和中国科学院金属研究所沈阳材料科学国家研究中心的科研人员完成；另一篇来自美国，由美国劳伦斯伯克利国家实验室研究员西尼德·M·格里芬（SinéadM．Griffin）完成。LK-99的理论模型正确，但难制备出成功的样品，尚未被成功复现？8月1日，前述研究LK-99的一篇论文的通讯作者、中国科学院金属研究所孙岩研究员和刘培涛研究员告诉澎湃科技，他们主要进行了理论计算，从计算结果来看，LK-99有室温超导的可能性；从能带的角度，给出了一些解释，“但是不confirm（但这不是证实）”。孙岩同时表示，“理论和实验还是有gap（区隔）的”，“这没法预测，只能说，它有（室温超导）这种几率”，但LK-99到底能不能在室温常压条件下真正地进入超导态，还需要在实际的实验中进行检验。前述论文中，西尼德·M·格里芬表示，通过密度泛函理论计算，发现LK-99模型存在超导体家族中高转变温度的共同特征。而北京航空航天大学材料科学与工程学院研究团队对合成的LK-99检测发现，它的室温电阻不为零，也没有观察到它发生磁悬浮。该论文称，上述材料表现出的表现出特征类似半导体，而非超导体。除了上述论文，还有网友公开实验数据和视频称，重复实验中合成的LK-99表现出一定的抗磁性，但未观察到超导现象或超导磁悬浮现象。北航论文：未发现LK-99具有超导性据澎湃新闻此前报道，7月22日上午，韩国量子能源研究中心公司相关研究团队在预印本网站上陆续提交两篇类似的论文，宣称一种命名为LK-99的铜掺杂铅磷灰石材料拥有“室温+常压”超导能力，系全世界首款室温常压超导材料。但其目前公布的实验数据被认为不足以证明LK-99系超导体，因而受到质疑。随后，国际上多个研究团队尝试合成LK-99，以验证其实验结果。7月31日16时13分，北京航空航天大学材料科学与工程学院刘知琪教授团队在预印本网站arXiv上提交了标题为《由Pb2SO5和Cu3P烧结而成的Pb10-xCux（PO4）6O中的半导体传输》（SemiconductingtransportinPb10-xCux（PO4）6OsinteredfromPb2SO5andCu3P）的论文。该论文称，他们根据韩国团队公布的方法合成了LK-99，但没有发现其具有超导性。该论文的另一位通讯作者是PeixinQin。该论文称，尽管他们合成的LK-99与韩国团队先前报道的LK-99的结构数据一致，但他们没有检测到其超导性，相反，反而发现了类似半导体的特性；该材料在室温下的电阻率约为1.94×10^4Ω/cm。此外，研究团队在论文中指出，当他们把压制的前述LK-99颗粒在室温下置于磁体顶部时，没有发现排斥现象，也没有观察到磁悬浮现象。“这些结果表明，声称改性的铅磷灰石中存在室温超导体的说法可能需要更仔细地重新审查，特别是在电传输特性方面。”中国科学院金属研究所论文：铜的掺杂致绝缘体向金属转变7月29日18时04分，中国科学院金属研究所研究员刘培涛在预印本网站arXiv上提交了标题为《关于Pb10-xCux（PO4）6O（x=0，1）电子结构的第一性原理研究》（First-principlesstudyontheelectronicstructureofPb10−xCux（PO4）6O（x=0，1））的论文。该论文称，为了阐明铜的掺杂效应，研究团队使用第一性原理计算研究了LK-99及其母体化合物的电子结构，“我们的结果表明，母体化合物Pb10（PO4）6O是绝缘体，而铜的掺杂会引起绝缘体-金属转变，从而引起体积收缩。”“LK-99在费米能级附近的能带结构具有半填充平坦带和全占据平坦带的特征。这两个平坦带既来自1/4占据的氧原子的2p轨道，也来自Cu的3d轨道与其最近相邻氧原子的2p轨道的杂化。”值得注意的是，研究团队在上述两个平坦带上观察到四个范霍夫奇点，“这表明在低温下电子对结构畸变的不稳定性。”研究人员发现，在考虑的掺杂元素中，与银相比，金表现出与铜更相似的掺杂效应。“我们的工作为未来研究LK-99独特电子结构在超导电性中的作用打下基础。”美国劳伦斯伯克利国家实验室论文：理论上有超导高转变温度的特征7月31日17时58分，美国劳伦斯伯克利国家实验室（LBNL）研究员西尼德·M·格里芬在预印本网站arXiv提交了标题为《铜掺杂的铅磷灰石中相关孤立扁平带的起源》（Originofcorrelatedisolatedflatbandsincopper-substitutedleadphosphateapatite）论文。西尼德·M·格里芬在论文中表示，最近一份关于LK-99在常压下的室温超导性的报告激发了人们对何种材料和何种机制可实现高温超导性的兴趣。她对铜掺杂的铅磷灰石材料LK-99进行了密度泛函理论计算，确定了其在费米级上相关的孤立平带，“这是已建立的超导体家族中高转变温度的共同特征。”她认为，这些孤立带起源自铜离子引起的结构畸变和铅孤对子的手性电荷密度波。“这些结果表明，一个最小的双带模型可以涵盖该系统中的大部分低能物理。”也就是说，她认为，计算结果显示，LK-99可能存在超导性能。该论文称，如果铜离子取代铅离子的位置合适，相关化合物可以显示出高温超导体的许多关键特征。但在获得大块超导样品时，铜离子完成上述取代，存在挑战性。“尽管如此，鉴于这些诱人的理论特征和有一定可能性的高温超导性的实验报告，我希望这一类新材料的发现，能够推动对掺杂磷灰石矿物的进一步研究。”附论文链接：1．韩国论文1：https://arxiv.org/abs/2307.120082．韩国论文2：https://arxiv.org/abs/2307.120373．北航论文：https://arxiv.org/abs/2307.168024．中国科学院金属所论文:https://arxiv.org/abs/2307.160405．美国劳伦斯伯克利国家实验室论文：https://arxiv.org/abs/2307.16892...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1374429.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1374429.htm

北京大学等机构科研人员发表论文称 LK-99 半悬浮样品不是超导，是铁磁材料

北京大学等机构科研人员发表论文称LK-99半悬浮样品不是超导，是铁磁材料今天，来自北京大学、中国科学院大学等机构的研究人员称，LK-99表现出的是铁磁性半悬浮现象，不具超导性。研究者认为，软铁磁足以解释LK-99在强垂直磁场中的半悬浮现象。测量结果没有表明样品中存在迈斯纳效应或零电阻，因此实验得到的LK-99样品不具超导性。同时，印度国家实验室也发表论文称，所得LK-99样品在室温下不具备超导性。美国马里兰大学凝聚态物质理论中心（CMTC）也转发了最新的研究，称LK-99不是超导体，甚至在室温（或极低温度）下也不是。它只是一种电阻非常高的劣质材料。——