110K零電阻但無(wú)完全抗磁性：東南大學(xué)LK-99超導新進(jìn)展，已有論文

在制備的LK-99材料上，東南大學(xué)研究者觀(guān)測到了110K溫度以下，常壓0電阻。但在邁斯納效應測量中又未觀(guān)測到完全抗磁性。

室溫超導領(lǐng)域傳來(lái)了最新消息。

昨日，國內華中科技大學(xué)、中科大和曲阜師范大學(xué)等多家機構相繼成功初步復現了 LK-99 材料。雖然都展現出了抗磁性結果，但遺憾的是未測零電阻 —— 它是超導的最佳證據。
不到一天的時(shí)間，LK-99 材料的零電阻也被成功觀(guān)測出來(lái)了，不過(guò)并不是室溫條件下。
今天凌晨，東南大學(xué)物理學(xué)院教授孫悅發(fā)視頻報告了 LK-99 的最新研究成果。他表示，在 110K 溫度（約零下 163℃）下成功觀(guān)測到了零電阻，這可能是存在超導電性的一個(gè)很重要的證據。
不過(guò)，孫悅教授首先聲明并沒(méi)有證實(shí)、也沒(méi)有發(fā)現室溫超導。

B 站視頻：https://www.bilibili.com/video/BV1pM4y1p7u5/
這一次是如何驗證的？孫悅在參與撰寫(xiě)的相關(guān)論文中進(jìn)行了詳細介紹。首先來(lái)看下圖 1 的 X 射線(xiàn)衍射結果，圖 1（a）和（b）是兩種前驅物的 XRD 結果，圖 1（c）是四個(gè)樣品的 X 射線(xiàn)結果。

然后團隊將其 X 射線(xiàn)結果與韓國團隊進(jìn)行比較，結果發(fā)現，東南大學(xué)制備的樣品的 X 射線(xiàn)與韓國研究報告的 X 射線(xiàn)吻合非常好，并且比韓國樣品的純度更高一點(diǎn)。從下圖可以看到，Cu_2S 的峰很小。
看起來(lái)東南大學(xué)制備的樣品純度似乎還更高點(diǎn)。
最重要的是零電阻結果。
該團隊的測量是從 300K（約 27℃）開(kāi)始一直往低溫測，接通的電流是 1mA。下圖 3（a）右下展示了測量樣品，它本身比較脆，因而很難弄成一個(gè)規則形狀。同時(shí)也為了節省時(shí)間，他們直接將樣品調成了不規則形狀，進(jìn)行四引線(xiàn)法的電阻率測量。
從圖 3（a）的結果來(lái)看，樣品在高溫下表現出一點(diǎn)點(diǎn)半導體行為，但隨著(zhù)溫度的不斷降低，在 110K 溫度左右電阻基本上降到了 0。這時(shí)電阻的數值大約在 10^-5 到 10^-6 Ω，電流是 1mA，因而電壓值在 10^-8 或 10^-9 V，達到了測量用儀器 PPMS 的極限?；诖?，該團隊認為觀(guān)測到了零電阻。
另外在 250K 溫度左右出現了奇怪的電阻率下降，目前團隊并不清楚確切原因，有可能是電極不干凈導致的。
同時(shí)在圖 3（b）中測量了磁場(chǎng)對樣品的超導轉變，結果發(fā)現在磁場(chǎng)下，樣品的超導轉變比較穩定，T_c^zero 只有一點(diǎn)點(diǎn)變化。不過(guò)奇怪的是，在低場(chǎng)比如 0、1、3 和 5T（特斯拉，磁感應強度單位）的時(shí)候，隨著(zhù)磁場(chǎng)的增加，超導轉變區域更往低溫走；但在 7、9 T 時(shí)，超導轉變又回轉了。目前不清楚什么原因造成的。

其實(shí)，團隊在 8 月 1 日下午就觀(guān)察到了類(lèi)似于超導轉變的電阻率陡降行為，但那時(shí)的電阻率不到 0，數值很小。后來(lái)加緊挑選樣品，一共測了 6 片樣品，但只在 1 片樣品里面觀(guān)測到了零電阻，其他大多數產(chǎn)生的是半導體行為。
此外，團隊還對這塊觀(guān)測到零電阻的樣品做了邁斯納效應的測量（即完全抗磁性測量），但并沒(méi)有觀(guān)測到完全抗磁性。所以他們猜測，如果該樣品的零電阻是超導造成的話(huà)，它的超導組分應該還是比較低的。
最后，孫教授重申，在 LK-99 材料里成功觀(guān)測到 110K 以下零電阻并不是室溫超導的證據。至于是否具備超導，有待進(jìn)一步的探索和測量。
目前，這篇論文已經(jīng)提交至了預印本網(wǎng)站 arXiv。作者來(lái)自東南大學(xué)物理學(xué)院超導研究團隊，由三名學(xué)生侯強、魏偉、周鑫以及孫悅教授、施智祥教授共同完成。

論文鏈接：https://arxiv.org/abs/2308.01192
該研究清晰地展示了電阻下降到 0 的整個(gè)過(guò)程，110K 的轉變溫度展現了此類(lèi)材料具有一定潛力。
在視頻和論文提交后，物理研究圈內初步對研究進(jìn)行了解讀。人們認為，該結果似乎證明了 LK99 的方向是可行的。

同時(shí)，有高溫超導現象，但沒(méi)有完全抗磁性，這意味著(zhù)研究還有一系列需要推進(jìn)的地方。有人認為東南大學(xué)的研究有可能證明 LK99 方向具有可行性：110K 屬于液氮溫區，材料又在常壓下，已經(jīng)屬于優(yōu)良的高溫超導體，理論上問(wèn)題或許已經(jīng)不大，只差進(jìn)一步的工藝改進(jìn)。
迄今為止，科學(xué)家們提出的各類(lèi)超導體。

也有人表示，該研究的電阻數據可信度存在問(wèn)題，導致低電阻部分不可信。如果只降溫，不太可能改變材料的費米面狀態(tài)。
在東南大學(xué)之前，昨天試制 LK-99 顯示出抗磁性的曲阜師范大學(xué)團隊傳出了進(jìn)一步的消息，結果較為悲觀(guān)：顆粒幾乎不導電。

同樣是在昨天下午，韓國超導學(xué)會(huì )宣布成立常溫常壓超導體 LK-99 驗證委員會(huì )，并表示「如果獲得 LK-99 材料樣品，將負責進(jìn)行第二輪驗證?！?/span>
該委員會(huì )由首爾國立大學(xué)教授 Kim Chang-young 擔任主席。目前正在成均館大學(xué)和高麗大學(xué)進(jìn)行復現實(shí)驗。
圖源：https://twitter.com/R9TqYzz3Gta1Tcd/status/1686607258711629824
在進(jìn)一步的驗證結果出現之前，我們還需等待。
參考鏈接：https://www.zhihu.com/question/613850973/answer/3140984921