韓國論文三作:LK-99 隻可能是超導體
室溫超導風波不斷。今天,韓國向世界公布了 LK-99 第二段懸浮視頻。與此同時,華科大和印度物理學家的新論文,都看好 LK-99 未來潛力。
昨晚,網上開始盛傳「LK-99 被韓國官方打假,不是室溫超導體」的新聞。
但實際上,該機構其實并沒有拿到樣品,隻是對論文數據和視頻研究後得出的結論。并且,其他韓國的大學也已經開始了自己的複現研究。
恰在此時,韓國團隊第二篇論文三作 HuynTak Kim 放出了第二個 LK-99 半懸浮視頻。他對于全世界湧起的 LK-99 複現熱潮,也表示非常歡迎,拭目以待。
今天,華科大團隊和印度 CSIR 團隊都在 arXiv 上發文,結論異曲同工,都比較積極—— LK-99 材料有較大潛力具備超導性。
西班牙團隊則發文解釋了 LK-99 爲何複現如此困難的原因:LK-99 是一種多相異質結構,具有共存的非超導成分,因此測量結果非常具有迷惑性。
對此,B 站 UP 主「Kiiy_ss」總結道:可以說,現在我們距離真正證明超導性,還差量子鎖定、熱容積跳變和 0 電阻三關。
第二個磁懸浮視頻出現
美國威廉瑪麗大學教授 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。
但在第一個視頻中,原始樣品明顯是被切過,因此懸浮段與樣品的其餘部分相比要顯得薄很多。
這是一個積極的迹象,這表明,或者韓國團隊有多個樣品,或者他們有能力複刻出樣品,并且可以在不止一塊樣品上發現懸浮特性。
也就是說:燒制出原始樣品并非出于僥幸、無法再次複刻。
不過,也有網友打假道: 就像很多人說的那樣,這種視頻用普通磁鐵都能做出來。
顯然,HuynTak Kim 教授對于如何用視頻展示,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。
韓國論文三作:LK-99 隻可能是超導體
昨天,美國威廉瑪麗大學教授 HuynTak Kim 接受韓媒郵件采訪。
他在采訪中表示,對于他們團隊來說:「在他們看到數據時,材料超導性的驗證已經完成。」
他在采訪中回答記者提問時說,LK-99 論文中已經展示了,LK-99 的抗磁性比石墨(graphite)大得多,并稱「除非用超導性來解釋,否則無法解釋。」
他還和記者強調,他們計劃在明年舉辦的美國物理學會上展示相關的内容。
至于外界的複現和驗證活動,他表示雖然他們自己的驗證已經完成,但是外界的參與同樣也是有意義的。
他們現在的重點在新材料的進一步研發上,而不是在驗證 LK-99 到底能不能室溫常壓超導。
言下之意就是,該寫的我們在論文中已經寫的很清楚了,我們測到的數據已經證明了 LK-99 就是室溫常壓超導材料。我們現在已經在進行下一步的工作了。
但是你要讓我現在拿出來呢,不好意思,「過于先進,暫時不便展示」,要看請等到明年美國物理學會。
至于外界的複現和驗證要求,我們暫時沒有辦法管。
最後,采訪還提到了韓國低溫超導協會成立的「LK-99 驗證小組」,根據現有的論文認爲不能說 LK-99 是室溫常壓超導材料。
他們希望韓國團隊盡快提供他們自己的材料樣品進行交叉檢測。
而根據韓聯社報道,能源工業大學副校長樸振浩表示:「我們在一個月前就合成了 LK-99 的樣品,還在持續分析中」。
并且他認爲,即使 LK-99 不是室溫超導體,隻要超過現有材料所具的特性,就能發揮作用。
韓國學會:目前無法證明是常溫超導
同時也就是在昨天,韓聯社報道,韓國超導和低溫物理學會(KSSC)成立的「LK-99」驗證小組表示:通過研判韓國團隊的論文,不能得出 LK-99 是室溫超導的結論。
而至于爲什麽韓國人的驗證小組隻能通過論文研判,是因爲他們也沒有拿到韓國原始團隊的樣品。
( 1 ) 根據兩篇論文公布的數據和發布的視頻分析,該材料還不能被認爲是室溫超導。
( 2 ) 如果團隊提供他們制造的樣品,驗證委員将随即進行測量并驗證其是否常溫超導體。參與人員所屬的機構包括首爾國立大學,成均館大學,浦項科技大學等。
( 3 ) 除了提供的樣品外,成均館大學量子材料超導研究團隊、高麗大學超導材料及應用實驗室、首爾國立大學複合材料狀态研究團隊等,也正在進行 LK-99 的複現研究。
今日又有三篇論文全新出爐
截至目前,arXiv 上又出現了兩篇 LK-99 相關論文。
一篇來自華科大團隊,他們表示對于 LK-99 的材料潛力比較看好。
另一篇來自西班牙團隊,他們認爲,LK-99 極有可能是一種雜相化合物,即使 XRD 相似,也不代表産品就一樣。
華科大論文已出
8 月 1 日,華科大 UP 主「關山口男子技師」在 B 站上傳一段視頻,發現了 LK-99 材料抗磁現象。
視頻一出,直接在國内外炸圈,網友齊刷見證曆史。
今天,關于這一視頻實驗過程中的新論文出來了
論文地址:https://arxiv.org/pdf/2308.01516.pdf
同樣,這篇論文登頂了國外知名平台的熱榜。
論文中,作者再次指出,團隊首次成功驗證,并合成了 LK-99 晶體。這一晶體在室溫下,比韓國團隊的樣品有更大的懸浮角度。
華科大采用了通過固相法備制了
的 LK-99 樣品。
下圖 a 中,從左到右分别顯示了
、
晶體,以及目标産物 LK-99 的合成溫度曲線,所有反應均在 10^-2 Pa 下進行。
b 和 c 中,是合成的 LK-99 晶體的照片,以及光學顯微照片。d 顯示了 LK-99 的晶體結構,其中 4 個
原子中的一個被 Cu 原子取代。
下圖中,a 顯示了在物理特性測量系統(PPMS,DynaCool,Quantum Design)中測量的樣品 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,側長約 120μm,厚度約 20μm)的熱磁曲線。
對于樣品 1,ZFC 曲線和 FC 曲線分别在 ~ 326k 和 ~ 299K 處出現抗磁轉變,這與 Sukbae Lee 先前報道的相似。
然而,經磁斥力篩選的微米晶樣品 2,抗磁轉變溫度約爲 340k,略高于宏觀樣品,表明微米晶樣品 2 純度更高、結晶度更高、銅摻雜更好。
如下,也就是我們在視頻中所看到的,證明了在室溫和大氣壓下,樣品 2 能夠懸浮。
此外,研究人員還對樣品 2 進行了非鐵磁的證明實驗,除了鐵磁效應外,樣品 2 在被鐵磁體吸引時沒有反應。
可以看下 Claude 的精簡版總結:(僅供參考)
西班牙團隊:LK-99 是多相異質結構,複現太難
來自西班牙國家科學院物理研究所的專家在 arXiv 上發布論文,對 LK-99 是否具有超導性進行了一些研究。
他們提供了超導 Pb 薄膜的實驗數據,并表示這些數據與北航團隊的觀察結果類似——電阻率與溫度的關系更像是半導體,在冷卻時磁化強度也有所增加。
論文地址:https://arxiv.org/pdf/2308.01723.pdf
論文中表示,LK-99 是一種多相異質結構(heterophase structure),具有共存的非超導成分。根據合成的具體細節,這種超導效應的程度可能更強或更弱,在形成所需的成分時會産生誤導性結果。
說得通俗一點,就是現在想要複現這個材料,結果會很複雜。
因爲可能的超導材料會被非超導材料包裹,導緻最後呈現出的現象比較有迷惑性。
具體來說,他們在藍寶石沉底 sapphire substrate 上沉積了不同厚度的 Pb 薄膜。
如下圖所示,對于較厚的薄膜,電阻率與溫度的關系看起來就像傳統的超導轉變。
而對于較薄的薄膜,曲線與半導體的曲線相似。
磁性測量确實證實,這是一種真正的超導材料。
Pb 薄膜的這種行爲雖然是在不同沉積條件下獲得的,但在文獻中有詳細記載,電子通過宏觀量子隧道從一個超導納米島跳到另一個超導納米島,就提供了解釋。
而這種現象,就是超導體 - 電介質量子相變的典型現象。
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非晶相分隔的多晶體。
而這些相在 XRD 中不會産生顯著的 X 射線峰,但依然會對電阻和磁性産生影響。
事實上,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中 Cu/P 比爲 1/6 的材料。 還需要更廣泛的 EDX/EBSD/EDxX 結果,來測出産品中不同相的含量。
印度物理學家:Broad Band Mott Localization is all you need
另外,來自印度的物理學家 G.Baskaran 也于 8 月 2 日提交了一篇論文,用了一個仿 Transformer 論文的标題,提出了一個支持 LK-99 可能具有超導性質的理論觀點。
論文地址:https://arxiv.org/pdf/2308.01307.pdf
在論文中他提出了一個不同于之前論文中的 Broad Band Mott Localization 理論,支持 LK-99 的超導性。
可參考 Claude 的解釋來輔助理解。
另外,此前南京大學教授聞海虎曾提出:論文中的抗磁相變這一點,非常容易導緻誤判。
而根據「知識分子」的采訪,聞教授表示:LK-99 确實「有意思」,具備一些奇特的性質。
「目前我們不僅關注有沒有超導,低溫低電阻态也是很有意思的。而這是這個材料一些奇特的性質。還有,如果不是超導的抗磁效應,那是什麽磁性導緻的呢?」