韓國(guó)論文三作：LK-99 只可能是超導(dǎo)體

室溫超導(dǎo)風(fēng)波不斷。今天，韓國(guó)向世界公布了 LK-99 第二段懸浮視頻。與此同時(shí)，華科大和印度物理學(xué)家的新論文，都看好 LK-99 未來(lái)潛力。

(相關(guān)資料圖)

昨晚，網(wǎng)上開始盛傳「LK-99 被韓國(guó)官方打假，不是室溫超導(dǎo)體」的新聞。

但實(shí)際上，該機(jī)構(gòu)其實(shí)并沒(méi)有拿到樣品，只是對(duì)論文數(shù)據(jù)和視頻研究后得出的結(jié)論。并且，其他韓國(guó)的大學(xué)也已經(jīng)開始了自己的復(fù)現(xiàn)研究。

恰在此時(shí)，韓國(guó)團(tuán)隊(duì)第二篇論文三作 HuynTak Kim 放出了第二個(gè) LK-99 半懸浮視頻。他對(duì)于全世界涌起的 LK-99 復(fù)現(xiàn)熱潮，也表示非常歡迎，拭目以待。

今天，華科大團(tuán)隊(duì)和印度 CSIR 團(tuán)隊(duì)都在 arXiv 上發(fā)文，結(jié)論異曲同工，都比較積極—— LK-99 材料有較大潛力具備超導(dǎo)性。

西班牙團(tuán)隊(duì)則發(fā)文解釋了 LK-99 為何復(fù)現(xiàn)如此困難的原因：LK-99 是一種多相異質(zhì)結(jié)構(gòu)，具有共存的非超導(dǎo)成分，因此測(cè)量結(jié)果非常具有迷惑性。

對(duì)此，B 站 UP 主「Kiiy_ss」總結(jié)道：可以說(shuō)，現(xiàn)在我們距離真正證明超導(dǎo)性，還差量子鎖定、熱容積跳變和 0 電阻三關(guān)。

第二個(gè)磁懸浮視頻出現(xiàn)

美國(guó)威廉瑪麗大學(xué)教授 HuynTak Kim 向外媒記者提供了第二段展示 LK-99 懸浮性的視頻。

可以看出，這個(gè)樣品和第一段視頻中的樣品不同，它呈半均勻的矩形。

但在第一個(gè)視頻中，原始樣品明顯是被切過(guò)，因此懸浮段與樣品的其余部分相比要顯得薄很多。這是一個(gè)積極的跡象，這表明，或者韓國(guó)團(tuán)隊(duì)有多個(gè)樣品，或者他們有能力復(fù)刻出樣品，并且可以在不止一塊樣品上發(fā)現(xiàn)懸浮特性。

也就是說(shuō)：燒制出原始樣品并非出于僥幸、無(wú)法再次復(fù)刻。

不過(guò)，也有網(wǎng)友打假道： 就像很多人說(shuō)的那樣，這種視頻用普通磁鐵都能做出來(lái)。

顯然，HuynTak Kim 教授對(duì)于如何用視頻展示，考慮得并不周全。

相比之下，華科大 UP 主「關(guān)山口男子技師」的視頻中，就把磁體更換換了方向，而樣品受到的依然是斥力，這樣就排除了磁性材料的可能，保底也是一種新抗磁材料。

韓國(guó)論文三作：LK-99 只可能是超導(dǎo)體

昨天，美國(guó)威廉瑪麗大學(xué)教授 HuynTak Kim 接受韓媒郵件采訪。

他在采訪中表示，對(duì)于他們團(tuán)隊(duì)來(lái)說(shuō)：「在他們看到數(shù)據(jù)時(shí)，材料超導(dǎo)性的驗(yàn)證已經(jīng)完成。」

他在采訪中回答記者提問(wèn)時(shí)說(shuō)，LK-99 論文中已經(jīng)展示了，LK-99 的抗磁性比石墨（graphite）大得多，并稱「除非用超導(dǎo)性來(lái)解釋，否則無(wú)法解釋。」

他還和記者強(qiáng)調(diào)，他們計(jì)劃在明年舉辦的美國(guó)物理學(xué)會(huì)上展示相關(guān)的內(nèi)容。

至于外界的復(fù)現(xiàn)和驗(yàn)證活動(dòng)，他表示雖然他們自己的驗(yàn)證已經(jīng)完成，但是外界的參與同樣也是有意義的。

他們現(xiàn)在的重點(diǎn)在新材料的進(jìn)一步研發(fā)上，而不是在驗(yàn)證 LK-99 到底能不能室溫常壓超導(dǎo)。

言下之意就是，該寫的我們?cè)谡撐闹幸呀?jīng)寫的很清楚了，我們測(cè)到的數(shù)據(jù)已經(jīng)證明了 LK-99 就是室溫常壓超導(dǎo)材料。我們現(xiàn)在已經(jīng)在進(jìn)行下一步的工作了。

但是你要讓我現(xiàn)在拿出來(lái)呢，不好意思，「過(guò)于先進(jìn)，暫時(shí)不便展示」，要看請(qǐng)等到明年美國(guó)物理學(xué)會(huì)。

至于外界的復(fù)現(xiàn)和驗(yàn)證要求，我們暫時(shí)沒(méi)有辦法管。

最后，采訪還提到了韓國(guó)低溫超導(dǎo)協(xié)會(huì)成立的「LK-99 驗(yàn)證小組」，根據(jù)現(xiàn)有的論文認(rèn)為不能說(shuō) LK-99 是室溫常壓超導(dǎo)材料。

他們希望韓國(guó)團(tuán)隊(duì)盡快提供他們自己的材料樣品進(jìn)行交叉檢測(cè)。

而根據(jù)韓聯(lián)社報(bào)道，能源工業(yè)大學(xué)副校長(zhǎng)樸振浩表示：「我們?cè)谝粋€(gè)月前就合成了 LK-99 的樣品，還在持續(xù)分析中」。

并且他認(rèn)為，即使 LK-99 不是室溫超導(dǎo)體，只要超過(guò)現(xiàn)有材料所具的特性，就能發(fā)揮作用。

韓國(guó)學(xué)會(huì)：目前無(wú)法證明是常溫超導(dǎo)

同時(shí)也就是在昨天，韓聯(lián)社報(bào)道，韓國(guó)超導(dǎo)和低溫物理學(xué)會(huì)（KSSC）成立的「LK-99」驗(yàn)證小組表示：通過(guò)研判韓國(guó)團(tuán)隊(duì)的論文，不能得出 LK-99 是室溫超導(dǎo)的結(jié)論。

而至于為什么韓國(guó)人的驗(yàn)證小組只能通過(guò)論文研判，是因?yàn)樗麄円矝](méi)有拿到韓國(guó)原始團(tuán)隊(duì)的樣品。

( 1 ) 根據(jù)兩篇論文公布的數(shù)據(jù)和發(fā)布的視頻分析，該材料還不能被認(rèn)為是室溫超導(dǎo)。

( 2 ) 如果團(tuán)隊(duì)提供他們制造的樣品，驗(yàn)證委員將隨即進(jìn)行測(cè)量并驗(yàn)證其是否常溫超導(dǎo)體。參與人員所屬的機(jī)構(gòu)包括首爾國(guó)立大學(xué)，成均館大學(xué)，浦項(xiàng)科技大學(xué)等。

( 3 ) 除了提供的樣品外，成均館大學(xué)量子材料超導(dǎo)研究團(tuán)隊(duì)、高麗大學(xué)超導(dǎo)材料及應(yīng)用實(shí)驗(yàn)室、首爾國(guó)立大學(xué)復(fù)合材料狀態(tài)研究團(tuán)隊(duì)等，也正在進(jìn)行 LK-99 的復(fù)現(xiàn)研究。

今日又有三篇論文全新出爐

截至目前，arXiv 上又出現(xiàn)了兩篇 LK-99 相關(guān)論文。

一篇來(lái)自華科大團(tuán)隊(duì)，他們表示對(duì)于 LK-99 的材料潛力比較看好。

另一篇來(lái)自西班牙團(tuán)隊(duì)，他們認(rèn)為，LK-99 極有可能是一種雜相化合物，即使 XRD 相似，也不代表產(chǎn)品就一樣。

華科大論文已出

8 月 1 日，華科大 UP 主「關(guān)山口男子技師」在 B 站上傳一段視頻，發(fā)現(xiàn)了 LK-99 材料抗磁現(xiàn)象。

視頻一出，直接在國(guó)內(nèi)外炸圈，網(wǎng)友齊刷見(jiàn)證歷史。

今天，關(guān)于這一視頻實(shí)驗(yàn)過(guò)程中的新論文出來(lái)了論文地址：https://arxiv.org/pdf/2308.01516.pdf

同樣，這篇論文登頂了國(guó)外知名平臺(tái)的熱榜。

論文中，作者再次指出，團(tuán)隊(duì)首次成功驗(yàn)證，并合成了 LK-99 晶體。這一晶體在室溫下，比韓國(guó)團(tuán)隊(duì)的樣品有更大的懸浮角度。

華科大采用了通過(guò)固相法備制了

的 LK-99 樣品。

下圖 a 中，從左到右分別顯示了

、

晶體，以及目標(biāo)產(chǎn)物 LK-99 的合成溫度曲線，所有反應(yīng)均在 10^-2 Pa 下進(jìn)行。

b 和 c 中，是合成的 LK-99 晶體的照片，以及光學(xué)顯微照片。d 顯示了 LK-99 的晶體結(jié)構(gòu)，其中 4 個(gè)

原子中的一個(gè)被 Cu 原子取代。

下圖中，a 顯示了在物理特性測(cè)量系統(tǒng)（PPMS，DynaCool，Quantum Design）中測(cè)量的樣品 1（宏觀灰黑色塊體）和樣品 2（由磁斥力篩選的微米晶體，形狀呈三角形，側(cè)長(zhǎng)約 120μm，厚度約 20μm）的熱磁曲線。

對(duì)于樣品 1，ZFC 曲線和 FC 曲線分別在 ~ 326k 和 ~ 299K 處出現(xiàn)抗磁轉(zhuǎn)變，這與 Sukbae Lee 先前報(bào)道的相似。

然而，經(jīng)磁斥力篩選的微米晶樣品 2，抗磁轉(zhuǎn)變溫度約為 340k，略高于宏觀樣品，表明微米晶樣品 2 純度更高、結(jié)晶度更高、銅摻雜更好。

如下，也就是我們?cè)谝曨l中所看到的，證明了在室溫和大氣壓下，樣品 2 能夠懸浮。此外，研究人員還對(duì)樣品 2 進(jìn)行了非鐵磁的證明實(shí)驗(yàn)，除了鐵磁效應(yīng)外，樣品 2 在被鐵磁體吸引時(shí)沒(méi)有反應(yīng)。可以看下 Claude 的精簡(jiǎn)版總結(jié)：（僅供參考）西班牙團(tuán)隊(duì)：LK-99 是多相異質(zhì)結(jié)構(gòu)，復(fù)現(xiàn)太難

來(lái)自西班牙國(guó)家科學(xué)院物理研究所的專家在 arXiv 上發(fā)布論文，對(duì) LK-99 是否具有超導(dǎo)性進(jìn)行了一些研究。

他們提供了超導(dǎo) Pb 薄膜的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，并表示這些數(shù)據(jù)與北航團(tuán)隊(duì)的觀察結(jié)果類似——電阻率與溫度的關(guān)系更像是半導(dǎo)體，在冷卻時(shí)磁化強(qiáng)度也有所增加。

論文地址：https://arxiv.org/pdf/2308.01723.pdf

論文中表示，LK-99 是一種多相異質(zhì)結(jié)構(gòu)（heterophase structure），具有共存的非超導(dǎo)成分。根據(jù)合成的具體細(xì)節(jié)，這種超導(dǎo)效應(yīng)的程度可能更強(qiáng)或更弱，在形成所需的成分時(shí)會(huì)產(chǎn)生誤導(dǎo)性結(jié)果。

說(shuō)得通俗一點(diǎn)，就是現(xiàn)在想要復(fù)現(xiàn)這個(gè)材料，結(jié)果會(huì)很復(fù)雜。

因?yàn)榭赡艿某瑢?dǎo)材料會(huì)被非超導(dǎo)材料包裹，導(dǎo)致最后呈現(xiàn)出的現(xiàn)象比較有迷惑性。

具體來(lái)說(shuō)，他們?cè)谒{(lán)寶石沉底 sapphire substrate 上沉積了不同厚度的 Pb 薄膜。

如下圖所示，對(duì)于較厚的薄膜，電阻率與溫度的關(guān)系看起來(lái)就像傳統(tǒng)的超導(dǎo)轉(zhuǎn)變。

而對(duì)于較薄的薄膜，曲線與半導(dǎo)體的曲線相似。

磁性測(cè)量確實(shí)證實(shí)，這是一種真正的超導(dǎo)材料。Pb 薄膜的這種行為雖然是在不同沉積條件下獲得的，但在文獻(xiàn)中有詳細(xì)記載，電子通過(guò)宏觀量子隧道從一個(gè)超導(dǎo)納米島跳到另一個(gè)超導(dǎo)納米島，就提供了解釋。而這種現(xiàn)象，就是超導(dǎo)體 - 電介質(zhì)量子相變的典型現(xiàn)象。

因此，

很可能是一種多相化合物，其中包含由非晶周圍相或多個(gè)非晶相分隔的多晶體。

而這些相在 XRD 中不會(huì)產(chǎn)生顯著的 X 射線峰，但依然會(huì)對(duì)電阻和磁性產(chǎn)生影響。

事實(shí)上，初始成分

和黃鉛礦

的任何摩爾比，都不能最終形成單相物質(zhì)中 Cu/P 比為 1/6 的材料。 還需要更廣泛的 EDX/EBSD/EDxX 結(jié)果，來(lái)測(cè)出產(chǎn)品中不同相的含量。

印度物理學(xué)家：Broad Band Mott Localization is all you need

另外，來(lái)自印度的物理學(xué)家 G.Baskaran 也于 8 月 2 日提交了一篇論文，用了一個(gè)仿 Transformer 論文的標(biāo)題，提出了一個(gè)支持 LK-99 可能具有超導(dǎo)性質(zhì)的理論觀點(diǎn)。

論文地址：https://arxiv.org/pdf/2308.01307.pdf

在論文中他提出了一個(gè)不同于之前論文中的 Broad Band Mott Localization 理論，支持 LK-99 的超導(dǎo)性。

可參考 Claude 的解釋來(lái)輔助理解。另外，此前南京大學(xué)教授聞海虎曾提出：論文中的抗磁相變這一點(diǎn)，非常容易導(dǎo)致誤判。

而根據(jù)「知識(shí)分子」的采訪，聞教授表示：LK-99 確實(shí)「有意思」，具備一些奇特的性質(zhì)。

「目前我們不僅關(guān)注有沒(méi)有超導(dǎo)，低溫低電阻態(tài)也是很有意思的。而這是這個(gè)材料一些奇特的性質(zhì)。還有，如果不是超導(dǎo)的抗磁效應(yīng)，那是什么磁性導(dǎo)致的呢？」