画句号？中国科学院发现“室温超导材料”假象根源

一篇来自中国科学院研究团队的最新发表在arXiv网站的预印本论文可能为“LK-99是室温超导体”画上了句号。

近日，因为LK-99材料被韩国研究团队宣称能够室温超导，研究LK-99的预印本论文“涌入”arXiv网站。但可能马上就要告一段落：最新发表在arXiv网站的一篇预印本论文不仅表示LK-99能室温超导是假象，还找到产生这一假象的原因——硫化亚铜杂质。

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此外，来自北京大学量子材料科学中心、美国普林斯顿大学等机构的科研团队也分别提交预印本论文称，虽然观察到其“烧制”的LK-99样品均未表现出超导性，更像磁体，而非室温超导体。

8月9日，前述论文的通讯作者之一、中国科学院物理研究所研究员、博士生导师雒（luò）建林告诉澎湃科技，“我们的工作指出了把LK-99错认成超导体的原因。”“实验结果表明（LK-99能常压室温超导）是假象，来源于硫化亚铜。”“LK-99不超导!  虽然相关样品具有弱抗磁性，但不具有完全抗磁性，也没有零电阻现象。”

该论文于8月8日15时59分提交至arXiv网站，目前已对外发布。

中国科学院物理研究所团队：LK-99像超导，但实际不是，硫化亚铜导致假象

硫化亚铜是“烧制”LK-99的原材料之一。LK-99是铜掺杂的铅磷灰石材料，成分为Pb_10-xCu_x(PO₄)₆O (0.9<x<1.1)。

在实验中，吴伟等研究人员“烧制”了不同硫化亚铜含量的两种LK-99，分别测量其电阻、抗磁性等参数，并与纯硫化亚铜的相应参数进行对比。其中，样品1（S1）的反映硫化亚铜含量的“强度比”参数约是5%，样品2（S2）的这一参数约是70%。

实验结果显示，样品S1在370K（96.85摄氏度） 时电阻率跃变，并伴有热滞后现象；样品S2在370K（96.85摄氏度）时电阻率急剧下降，在100K（零下173.15摄氏度）以下，电阻率随着温度的降低而增加，表现出类似半导体的特征。

临界温度下的零电阻和完全抗磁性，是超导体的两个重要特征。

雒建林向澎湃科技表示，硫化亚铜在400K（126.85摄氏度）附近存在一个由“六角相”到“单斜相”的结构相变。在相变点附近，其电阻下降3个多量级。这看起来像“超导”相变，但实际不是。目前的实验证据表明，无法通过增减样品中硫化亚铜的含量或其他办法实现超导。

前述论文写道，“我们认为，LK-99中所谓的超导行为很可能是由于硫化亚铜在385K（111.85摄氏度）左右发生一阶结构相变，从高温下的β相变为低温下的γ相，从而导致电阻率降低。”

据澎湃新闻此前报道，7月22日上午，韩国量子能源研究中心公司相关研究团队在预印本网站arXiv上先后提交两篇类似的论文，宣称一种命名为LK-99的铜掺杂铅磷灰石材料拥有“室温+常压”超导能力。随后，国际上多个研究团队开始重复实验，尝试合成LK-99，以复现韩国团队的实验结果。相关消息对全球股市也产生了影响。

7月31日16时13分，北京航空航天大学材料科学与工程学院刘知琪教授团队在预印本网站arXiv上提交论文。该论文称，其合成的LK-99样品的室温电阻不为零，也没有观察到它存在磁悬浮现象；该材料类似半导体，而非超导体。

8月2日14时59分，东南大学物理学院教授、博士生导师孙悦在预印本网站arXiv提交论文称，在100K（零下173.15摄氏度）以上温度时，其LK-99样品测得零电阻，但是没有抗磁性。孙悦在视频中称，一共测了6片样品，但只在1片样品里面观测到了零电阻，其他样品大多数产生的是半导体的行为。其论文称，“我们的发现表明，Pb_10-xCu_x(PO₄)₆O有可能成为寻找高温超导体的候选材料。”