Nature：研究人员找到了 LK-99 不是室温超导体的证据

Nature：研究人员找到了LK-99不是室温超导体的证据研究人员似乎已经解决了LK-99的难题。科学探索工作已经发现了该材料不是超导体的证据，并阐明了其实际特性。这一结论让LK-99——一种铜、铅、磷和氧的化合物——被证明是第一个在室温和环境压力下工作的超导体的希望破灭。相反，研究表明，材料中的杂质（特别是硫化铜）导致其电阻率急剧下降，并在磁体上显示出部分悬浮的特性，这些特性与超导体所表现出的特性类似。加州大学戴维斯分校的凝聚态实验学家InnaVishik表示：“我认为事情到此已经相当清楚了。”16日，德国斯图加特马克斯·普朗克固体研究所的一个独立团队报告了6个合成的纯LK-99单晶。与之前依赖坩埚的合成尝试不同，这次使用了一种称为浮区晶体生长的技术。这使得研究人员能够避免在反应中引入硫，从而消除Cu2S杂质。结果是透明的紫色晶体——纯LK-99，或Pb8.8Cu1.2P6O25。与杂质分离后，LK-99不是超导体，而是电阻达数百万欧姆的绝缘体，对于标准电导率测试来说太高了。它显示出轻微的铁磁性和抗磁性，但不足以实现部分悬浮。“因此，我们排除了超导性的存在，”该团队总结道。研究小组认为，LK-99中出现的超导迹象是由Cu2S杂质引起的，而其晶体中不存在这种杂质。——

如何科学吃瓜“室温超导”?

如何科学吃瓜“室温超导”?这就大大限制了这些“超导”材料的应用，毕竟零下一百多度的环境可不是随便就能提供的。因此就目前的研究来说，“超导”常有，而“常压室温超导”不常有。那么我们该如何科学吃瓜这次的“室温超导”呢？什么是超导？1911年，荷兰莱顿大学昂内斯(H.KamerlinghOnnes)在实验中得到一个意外的发现，当汞在温度降到4.2K（零下268.95℃）时，其电阻突然降到测量不出的程度。之后他又多次实验，最终发现有许多金属和合金都具有类似的特性。于是昂内斯就将这一神奇的现象命名为“超导”（超级导体）。因此对于大多数人们来说，提起“超导”第一时间想到的往往就是其“零电阻性”。也就是在一定温度下电阻为零，或者在实际测试中电阻足够小（小于10-25欧姆），就可以被认为是“超导”。而超导的另一个基本性质就是完全抗磁性（也就是迈斯纳效应），由于超导体在靠近磁场时会在其表面感应出超导电流，这个超导电流会在超导体内部产生一个与外磁场方向相反大小相等的磁场，两磁场相互抵消，从而使其内部总磁场为零。因此对于一种疑似超导体的材料一般会测试电阻（或者电阻率）和磁化率，有些还会测试比热等数据。追寻更高温度的超导其实很多材料只要温度降到足够低，都会出现超导现象。正如同最开始发现的汞在零下268.95℃时出现了超导现象。但如果走出实验室环境，要大规模应用一种“超导材料”，把温度降到零下二百多度显然是件很困难的事。因此科学家们一直在追寻更高临界温度（开始出现超导状态的温度）的超导材料。这里首先需要说明一点，一般超导相关测试中使用的温度单位是热力学温度单位开尔文，开尔文温度常用符号K表示，其单位为开。这与我们日常生活中使用的温度单位摄氏度不同。开尔文是以绝对零度作为计算起点，也就是说0K=-273.15℃。而一般室温是指300K,也就是26.85℃。在追寻更高临界温度超导材料的道路上，有这么几道坎：40K：打这往上基本就可以算是“高温超导体”了，这个高温是相对于一般材料的超导临界温度而言的。（40K这个数据来自BCS理论中的麦克米兰极限）77K：如果有一种超导体材料临界温度达到77K以上，那么它就可以“一定程度”上应用到我们日常的生产、生活中了。因为77K是液氮的沸点，那么这些超导体材料就可以在液氮的冷却下保持超导状态。例如南方电网在我国首条三相同轴超导电缆示范工程就使用了液氮制冷技术。超导电缆可以让相关供电系统的体积更小、传输更多的能量、传输过程中的能量损耗也大大降低。室温（300K左右）：室温环境下的超导往往是超导材料研究的理想目标。因为超导材料的临界温度处在室温时，我们就不需要额外的制冷系统维持它的超导状态，因此可以将其应用到我们日常生活中的方方面面，比如数码产品、新能源汽车等领域。不过遗憾的是，目前很多“室温超导材料”需要加压才能保持超导状态，例如LaH₁₀，在170GPa（1.7亿倍大气压）下临界温度可以达到250K（零下23.15℃）。不过这就带来了另一个问题，就是加压并不一定比液氮制冷便宜。因此这类“室温超导体”往往也不太容易大氛围应用。但如果真的发现了既不需要加压也不需要降温的“常压室温超导材料”，无疑能极大程度扩大超导材料的应用范围。那么这回的常压室温超导是真的吗？在“超导”这个领域，因为各种原因闹出来的乌龙其实不少。因此“实验结果可复现”是一个非常重要的检验标准。也就是说如果只是韩国这个团队测试出来这个实验结果，不能说明什么问题。但如果其它科研团队按照论文中的方法制备出LK-99，并且也测试出相同的结果。那么论文中结论的准确性就非常高了。华中科技大学材料学院博士后武浩、博士生杨丽，在常海欣教授的指导下，成功首次验证合成了可以磁悬浮的LK-99晶体，该晶体悬浮的角度比SukbaeLee等人获得的样品磁悬浮角度更大。从实验现象上看，有些人觉得LK-99只是表现出“抗磁性”，有些人觉得已经验证了迈斯纳效应（完全抗磁）。不过严格来说这只能证明了LK-99“保底”是个抗磁性材料，是不是超导还有待进一步验证。中国科学院物理研究所、北京国家凝聚态物理实验室发表了关于“LK-99”的论文。中科院物理所的论文复现了370K附近电阻跳变的现象，但没有观察到零电阻。并且提出这种类似“超导”的现象可能是硫化亚铜导致的。结语1、目前LK-99是否属于“常压室温超导材料”尚待更多的实验数据确认。2、中科院物理所团队发表的论文整体上倾向于认为韩国团队的LK-99不是“超导”，并且给出了可信的理由。（硫化亚铜导致的结果）3、出现“半悬浮现象”的并不一定是超导，也有可能只是“抗磁性”。4、出现“电阻跳变”的并不一定是超导。TechWeb文/新喀鸦...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1376395.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1376395.htm

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）

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

韩国超导低温学会：LK-99不是常温超导体 没有表现出迈斯纳效应

韩国超导低温学会：LK-99不是常温超导体没有表现出迈斯纳效应然而，事件又出现了翻转。据财联社援引韩联社的报道，韩国超导低温学会应询表示，韩国量子能源研究中心研究团队所合成的“LK-99”并非常温超导体，因为它并没有表现出超导体的特征。8月2日，国超导低温学会宣布组成专家验证委员会对该物质进行科学研判。报道称，该委员会解释称，超导现象意味着特定物质会消除电阻，并产生挤出内部磁场的“负效应”，但在与LK-99相关的视频和论文中，并没有出现这种迈斯纳效应。快科技了解到，迈斯纳效应是超导体从一般状态相变至超导态的过程中对磁场的排斥现象，于1933年时被瓦尔特·迈斯纳与罗伯特·奥克森菲尔德发现。1933年德国物理学家迈斯纳（W.Meissner）和奥森菲尔德（R.Ochsenfeld）对锡单晶球超导体做磁场分布测量时发现，在小磁场中把金属冷却进入超导态时，体内的磁力线一下被排出，磁力线不能穿过它的体内，也就是说超导体处于超导态时，体内的磁场恒等于零。超导体一旦进入超导状态，体内的磁通量将全部被排出体外，磁感应强度恒为零，且不论对导体是先降温后加磁场，还是先加磁场后降温，只要进入超导状态，超导体就把全部磁通量排出体外。此外，超导体还是完全的抗磁体，外加磁场无法进入或（严格说是）无法大范围地存在于超导体内部，这是超导体的另一个基本特性。按照传统的定义，超导指的是在特定的温度、压力条件下呈现出电阻等于零的特性以及具备完全抗磁性的材料。就相当于电子在没有电阻的情况过材料。打个比方：就好像一个人可以高速行驶穿过拥挤的市中心，永远不会撞到红绿灯。所以，超导也也被称为“当代科学的明珠”。想象一下，在电阻几乎消失、能源传递耗损几乎为0的条件下，人类整体能源传输效率，将达到史无前例的高度。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1374815.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1374815.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。