全球多个科研团队“复刻”LK-99研究：理论可行尚无法重现超导

2023-08-02 23:04:51 来源：金融界收藏

财联社8月2日讯（编辑周子意）近日“室温超导体”这一概念异常火热，“LK-99”这一词直接登上热搜。

【资料图】

一个韩国研究团队日前声称发现了“首个室温常压超导体”，这个未经证实的潜在超导材料被命名为“LK-99”，引发了全球科学界的关注。7月22日，该团队将关于LK-99的两篇论文发布在了预印本网站arXiv上。

根据韩国团队的论文，LK-99是在由铅磷灰石稍加变动的六方结构Pb10-xCux(PO4)6O中引入了少量的铜，使其可以在127摄氏度以下表现出超导性。Pb10-xCux(PO4)6O在没有掺杂的情况下，它是一个莫特绝缘体。

研究团队还称LK-99可以悬浮在磁铁上方，证明其有完全抗磁性，又称迈斯纳效应，即磁场不能穿越超导体内部。

在韩国团队这一爆炸性研究公开后，关于它的争议声没有停歇过。在预印本网站arXiv上，财联社通过关键词“LK-99”和超导（superconductor）搜索，arXiv网站上又公开了多篇与之相关的实验性论文，基本结论是理论可行，但实验结果却无法体现超导性。

华中科大教授常海欣团队录制的视频显示，他们验证合成了可以磁悬浮的LK-99晶体。该晶体悬浮的角度比韩国量子能源研究中心Sukbae Lee等人获得的样品磁悬浮角度更大。但业内一位专家评论称，华中科大的实现复现了韩国的（悬浮验证）实验，但也面临同样的问题，没有新的信息可以判断该材料是否为超导体。

现有论文：超导性无法再现

周一（7月31日），美国顶尖实验室劳伦斯伯克利国家实验室（LBNL）纳米结构材料理论研究员Sinéad Griffin发文表示，该团队探讨了用铜取代铅磷灰石中的铅位置对超导性质的影响，使用了密度泛函理论（DFT）和GGA+U方法进行了计算。

结果证明，韩国团队的这一研究在理论层面是可行的。这为近期韩国团队所谓的“室温常压超导材料”提供了理论依据，给超导材料的研究提供了新的方向和启示。

光有理论支撑还不够，一些研究团队还试图通过制备出成功的样品，来重现试验。不过目前来看，结果可能不尽人意。

印度CSIR国家物理实验室（CSIR-NPL）的研究员Kapil Kumar等人周一（7月31日）在arXiv上发文称，“根据我们在925°C下合成的LK-99样品的结果，目前还不能证明在室温下具有大面积的超导性。不过，对不同热处理方法的进一步研究仍在进行中。”

北京航空航天大学材料科学与工程学院的研究团队也做了相关研究和试验，并发布论文预印本。研究人员将LK-99的烧制过程复刻了一遍，将成功合成的Pb10-xCux(PO4)6O材料置于商用Nd2Fe14B磁体上时，不会产生斥力，也没有观察到磁悬浮现象。

“这些结果表明，在改性铅-磷灰石中获得室温超导体的说法，可能还需要更仔细的重新检验，特别是在电输运性质方面。”

此前，美国阿贡国家实验室理论学家Michael Norman就曾对这一铅基材料可以实现超导的说法持怀疑态度。Norman指出，铅磷灰石原本并不是金属，而是一种不具有导电性的矿物，这对于制造超导材料来说，是一个“没有希望的起点”，即使用铜原子替代一些铅原子也不会产生太大的影响。

科技顶刊《科学》（Science）周二（8月1日）的一篇报道称，韩国团队关于LK-99的两篇论文预印本中，由Sukbae Lee、 i-Hoon Kim、Young-Wan Kwon等三位作者合著的那篇可能会被撤回，原因或是其中一位作者没有咨询其他一些作者意见就提交了它。

而Sukbae Lee， Jihoon Kim， Hyun-Tak Kim， Sungyeon lm， SooMin An， Keun Ho Auh等六位作者合著的那篇预印本，目前正准备提交给同行评议，这份预印本已经与7月29日重新修订并发布了。

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