“神奇”材料LK-99的第一批重復實驗結果陸續(xù)公布。

這是一種被韓國科研團隊等人員宣稱具有室溫超導性能的銅摻雜鉛磷灰石材料。

在LK-99的兩篇論文于7月22日上午首次在預印本網(wǎng)站公開約一周后，目前至少又有三篇與LK-99相關的新論文在預印本網(wǎng)站arXiv上公開。

(資料圖)

其中兩篇來自中國，分別由來自北京航空航天大學材料科學與工程學院和中國科學院金屬研究所沈陽材料科學國家研究中心的科研人員完成；另一篇來自美國，由美國勞倫斯伯克利國家實驗室研究員西尼德·M·格里芬（Sinéad M. Griffin）完成。

LK-99的理論模型正確，但難制備出成功的樣品，尚未被成功復現(xiàn)？

8月1日，前述研究LK-99的一篇論文的通訊作者、中國科學院金屬研究所孫巖研究員和劉培濤研究員告訴澎湃科技，他們主要進行了理論計算，從計算結果來看，LK-99有室溫超導的可能性；從能帶的角度，給出了一些解釋，“但是不confirm（但這不是證實）”。

孫巖同時表示，“理論和實驗還是有gap（區(qū)隔）的”，“這沒法預測，只能說，它有（室溫超導）這種幾率”，但LK-99到底能不能在室溫常壓條件下真正地進入超導態(tài)，還需要在實際的實驗中進行檢驗。

前述論文中，西尼德·M·格里芬表示，通過密度泛函理論計算，發(fā)現(xiàn)LK-99模型存在超導體家族中高轉變溫度的共同特征。

而北京航空航天大學材料科學與工程學院研究團隊對合成的LK-99檢測發(fā)現(xiàn)，它的室溫電阻不為零，也沒有觀察到它發(fā)生磁懸浮。該論文稱，上述材料表現(xiàn)出的表現(xiàn)出特征類似半導體，而非超導體。

除了上述論文，還有網(wǎng)友公開實驗數(shù)據(jù)和視頻稱，重復實驗中合成的LK-99表現(xiàn)出一定的抗磁性，但未觀察到超導現(xiàn)象或超導磁懸浮現(xiàn)象。

北航論文：未發(fā)現(xiàn)LK-99具有超導性

據(jù)澎湃新聞此前報道，7月22日上午，韓國量子能源研究中心公司相關研究團隊在預印本網(wǎng)站上陸續(xù)提交兩篇類似的論文，宣稱一種命名為LK-99的銅摻雜鉛磷灰石材料擁有“室溫+常壓”超導能力，系全世界首款室溫常壓超導材料。但其目前公布的實驗數(shù)據(jù)被認為不足以證明LK-99系超導體，因而受到質(zhì)疑。隨后，國際上多個研究團隊嘗試合成LK-99，以驗證其實驗結果。

7月31日16時13分，北京航空航天大學材料科學與工程學院劉知琪教授團隊在預印本網(wǎng)站arXiv上提交了標題為《由Pb2SO5和Cu3P燒結而成的Pb10-xCux(PO4)6O中的半導體傳輸》（Semiconducting transport in Pb10-xCux(PO4)6O sintered from Pb2SO5 and Cu3P ）的論文。該論文稱，他們根據(jù)韓國團隊公布的方法合成了LK-99，但沒有發(fā)現(xiàn)其具有超導性。

該論文的另一位通訊作者是Peixin Qin。

該論文稱，盡管他們合成的LK-99與韓國團隊先前報道的LK-99的結構數(shù)據(jù)一致，但他們沒有檢測到其超導性，相反，反而發(fā)現(xiàn)了類似半導體的特性；該材料在室溫下的電阻率約為1.94×10^4Ω/cm。

此外，研究團隊在論文中指出，當他們把壓制的前述LK-99顆粒在室溫下置于磁體頂部時，沒有發(fā)現(xiàn)排斥現(xiàn)象，也沒有觀察到磁懸浮現(xiàn)象?！斑@些結果表明，聲稱改性的鉛磷灰石中存在室溫超導體的說法可能需要更仔細地重新審查，特別是在電傳輸特性方面。”

中國科學院金屬研究所論文：銅的摻雜致絕緣體向金屬轉變

7月29日18時04分，中國科學院金屬研究所研究員劉培濤在預印本網(wǎng)站arXiv上提交了標題為《關于 Pb10-xCux(PO4)6O (x=0, 1) 電子結構的第一性原理研究》（First-principles study on the electronic structure of Pb10xCux(PO4)6O (x=0, 1) ）的論文。

該論文稱，為了闡明銅的摻雜效應，研究團隊使用第一性原理計算研究了LK-99及其母體化合物的電子結構，“我們的結果表明，母體化合物Pb10（PO4）6O是絕緣體，而銅的摻雜會引起絕緣體-金屬轉變，從而引起體積收縮?！薄癓K-99在費米能級附近的能帶結構具有半填充平坦帶和全占據(jù)平坦帶的特征。這兩個平坦帶既來自1/4占據(jù)的氧原子的2p軌道，也來自Cu的3d軌道與其最近相鄰氧原子的2p軌道的雜化?！?/p>

值得注意的是，研究團隊在上述兩個平坦帶上觀察到四個范霍夫奇點，“這表明在低溫下電子對結構畸變的不穩(wěn)定性?！?/p>

研究人員發(fā)現(xiàn)，在考慮的摻雜元素中，與銀相比，金表現(xiàn)出與銅更相似的摻雜效應?！拔覀兊墓ぷ鳛槲磥硌芯縇K-99獨特電子結構在超導電性中的作用打下基礎?！?/p>

美國勞倫斯伯克利國家實驗室論文：理論上有超導高轉變溫度的特征

7月31日17時58分，美國勞倫斯伯克利國家實驗室（LBNL）研究員西尼德·M·格里芬在預印本網(wǎng)站arXiv提交了標題為《銅摻雜的鉛磷灰石中相關孤立扁平帶的起源》（Origin of correlated isolated flat bands in copper-substituted lead phosphate apatite）論文。

西尼德·M·格里芬在論文中表示，最近一份關于LK-99在常壓下的室溫超導性的報告激發(fā)了人們對何種材料和何種機制可實現(xiàn)高溫超導性的興趣。她對銅摻雜的鉛磷灰石材料LK-99進行了密度泛函理論計算，確定了其在費米級上相關的孤立平帶，“這是已建立的超導體家族中高轉變溫度的共同特征?！?/p>

(a) 鉛磷灰石結構。(b) 銅取代結構。來自美國勞倫斯伯克利國家實驗室（LBNL）研究員西尼德·M·格里芬的最新預印本論文。

她認為，這些孤立帶起源自銅離子引起的結構畸變和鉛孤對子的手性電荷密度波?！斑@些結果表明，一個最小的雙帶模型可以涵蓋該系統(tǒng)中的大部分低能物理?！?/p>

也就是說，她認為，計算結果顯示，LK-99可能存在超導性能。該論文稱，如果銅離子取代鉛離子的位置合適，相關化合物可以顯示出高溫超導體的許多關鍵特征。但在獲得大塊超導樣品時，銅離子完成上述取代，存在挑戰(zhàn)性?！氨M管如此，鑒于這些誘人的理論特征和有一定可能性的高溫超導性的實驗報告，我希望這一類新材料的發(fā)現(xiàn)，能夠推動對摻雜磷灰石礦物的進一步研究?！?/p>

（文章來源：澎湃新聞）

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