東南大學(xué)LK99零電阻觀測(cè)成功！常壓110K以下，團(tuán)隊(duì)：可能是存在超導(dǎo)的證據(jù)

十三 2023-08-03 15:21:50 來(lái)源：量子位

金磊 發(fā)自 凹非寺

量子位 | 公眾號(hào) QbitAI

家人們，物理界的“頂流”室溫超導(dǎo)，又有重磅消息來(lái)了。

就在今天凌晨，東南大學(xué)物理學(xué)院超導(dǎo)研究團(tuán)隊(duì)的孫悅教授在B站發(fā)布最新結(jié)果——

LK99，在常壓110K（-163℃）以下成功觀測(cè)到了零電阻！

用孫教授的話來(lái)說(shuō)：

可能是存在超導(dǎo)的證據(jù)，但是是否超導(dǎo)還有待進(jìn)一步實(shí)驗(yàn)確認(rèn)。

值得強(qiáng)調(diào)的一點(diǎn)是，這項(xiàng)研究并不意味著證實(shí)或發(fā)現(xiàn)室溫超導(dǎo)。

不過(guò)這并不影響它的價(jià)值和意義，正如華南理工大學(xué)洗芝溪教授在知乎中的評(píng)價(jià)：

非常震撼，甚至比前兩天華科的結(jié)果還要震撼；遠(yuǎn)超預(yù)期！

因此這項(xiàng)研究同樣引來(lái)了不少的圍觀，截至發(fā)稿，已有XXX萬(wàn)的播放量。

接下來(lái)，我們繼續(xù)深入了解一下。

（注：本文內(nèi)容已經(jīng)過(guò)孫悅教授授權(quán)。）

110K成功觀測(cè)零電阻

在發(fā)布的視頻中，孫悅教授打開(kāi)了論文，以“看圖說(shuō)話”的方式展開(kāi)講解。

首先是一張X射線衍射（XRD）實(shí)驗(yàn)結(jié)果的圖表：

其中，左側(cè)的（a）和（b）表示的是兩種前驅(qū)物的XRD結(jié)果；右側(cè)的（c）則是四個(gè)樣品的XRD結(jié)果。

將它們與韓國(guó)團(tuán)隊(duì)此前發(fā)布的結(jié)果做比較后可以發(fā)現(xiàn)，XRD是非常吻合的，并且孫教授表示：

我們比他們的樣品更加純凈一些，（從結(jié)果上）可以看到Cu2S的峰已經(jīng)很小了。

接下來(lái)便是此次實(shí)驗(yàn)的重頭戲——零電阻結(jié)果。

團(tuán)隊(duì)是從300K開(kāi)始一直往低溫開(kāi)始測(cè)的，通的電流是1毫安，所得到的結(jié)果如下所示：

孫教授表示，測(cè)試所用的樣品本身比較脆，很難把它弄成一個(gè)規(guī)則的形狀（同時(shí)也是為了節(jié)省時(shí)間）；因此在樣品處于不規(guī)則形狀的情況下，采用四引線法進(jìn)行了電阻率的測(cè)量。

從實(shí)驗(yàn)結(jié)果上來(lái)看，材料在高溫情況下出現(xiàn)了半導(dǎo)體行為，而關(guān)鍵是到了110K的時(shí)候，樣品的電阻基本上降到了0！

至于在250K的時(shí)候電阻率有個(gè)奇怪的下降，孫教授給出的解釋是：

有可能是電極做的可能不是很干凈。

同樣的，在這次實(shí)驗(yàn)中團(tuán)隊(duì)把磁場(chǎng)加入了進(jìn)來(lái)，對(duì)樣品的超導(dǎo)轉(zhuǎn)變進(jìn)行了測(cè)量。

從結(jié)果上來(lái)看，樣品的超導(dǎo)轉(zhuǎn)變還是比較穩(wěn)定，TC Zero只有一點(diǎn)點(diǎn)的變化。

孫教授表示：

我們其實(shí)在8月1日的下午就已經(jīng)看到了類似于超導(dǎo)轉(zhuǎn)變的電阻陡降行為，但那時(shí)候我們電阻并沒(méi)有到0。

所以我們后來(lái)又加緊挑選樣品，一共測(cè)試了6片樣品，但只有在一片樣本上觀測(cè)到了零電阻；其它則是半導(dǎo)體行為。

此外，對(duì)于這個(gè)零電阻樣本，我們還做了邁斯納效應(yīng)的測(cè)量，并沒(méi)有觀測(cè)到完全抗磁性。

因此，我們猜測(cè)，樣品里面零電阻是超導(dǎo)造成的，那么超導(dǎo)組分還是比較低的。

未證實(shí)室溫超導(dǎo)，但也是進(jìn)步

正如我們剛才提到的，孫教授團(tuán)隊(duì)此次的實(shí)驗(yàn)并不是室溫，而是110K以下。

但其最大的意義是“證實(shí)了LK99確實(shí)是有東西的，值得科學(xué)家們進(jìn)一步去研究”。正如B站Up主“圖靈的貓”所述：

不過(guò)也有網(wǎng)友對(duì)此次實(shí)驗(yàn)結(jié)果的精度提出了質(zhì)疑，對(duì)此，華南理工大學(xué)洗芝溪教授認(rèn)為：

這個(gè)不需要糾結(jié)，PPMS是世界通用的物性測(cè)量系統(tǒng)，測(cè)到了它的檢測(cè)限沒(méi)有電阻，就是零電阻，這是公認(rèn)的。

一般來(lái)講，電阻從室溫往下掉，能有三四個(gè)數(shù)量級(jí)的下降，就已經(jīng)可能存在超導(dǎo)了，東大的結(jié)果比這還好。

除此之外，對(duì)于轉(zhuǎn)變溫區(qū)過(guò)寬的問(wèn)題，洗芝溪教授也做出了解釋：

這是高溫超導(dǎo)的常態(tài)，即使是ybco塊材，也有個(gè)10幾K的轉(zhuǎn)變區(qū)間，混合相的寬度很寬。

所謂的混合相，有時(shí)候也叫預(yù)配對(duì)相，就是Cooper對(duì)已經(jīng)出現(xiàn)了，但因?yàn)橛袦u旋流的釘扎，還沒(méi)有完全凝聚的狀態(tài)。完全凝聚了就是邁斯納相。

并且洗教授對(duì)這項(xiàng)實(shí)驗(yàn)給予了肯定：

不管怎樣，這已經(jīng)是非常非常振奮人心的結(jié)果。把暢想的幅度，可以稍微調(diào)大那么一丟丟。

最后，孫教授團(tuán)隊(duì)的論文已經(jīng)向arXiv提交，感興趣的小伙伴可以蹲一波了。

One More Thing

就在昨天下午，韓國(guó)超導(dǎo)與低溫學(xué)會(huì)?(KSSC)?成立了一個(gè)驗(yàn)證委員會(huì)來(lái)驗(yàn)證 LK-99 樣本：

除此之外，昨晚曲阜師范大學(xué)首次對(duì)抗磁性LK-99進(jìn)行了電阻測(cè)試。

測(cè)試結(jié)果發(fā)現(xiàn)該樣品在常溫到50K（-223.16℃）低溫范圍內(nèi)仍存在大的電阻值，測(cè)試過(guò)程中并沒(méi)有出現(xiàn)電阻大幅度驟降或者零電阻。

對(duì)此，根據(jù)界面新聞的報(bào)道，曲阜師范大學(xué)物理工程學(xué)院教授劉曉兵表示：

對(duì)于網(wǎng)友提到的LK-99是人類磁懸浮技術(shù)的最好材料這個(gè)說(shuō)法，需要保持理性和客觀對(duì)待，任何新材料從發(fā)現(xiàn)到最后的大規(guī)模應(yīng)用都有很長(zhǎng)的路要走。何況目前對(duì)LK-99這個(gè)材料的認(rèn)識(shí)還很有限。

對(duì)于室溫超導(dǎo)這個(gè)“全球頂流”，我們還需且行且觀察。

參考鏈接：
[1]https://www.bilibili.com/video/BV1pM4y1p7u5/?spm_id_from=333.337.search-card.all.click&vd_source=7db76f4680fb17cddf55f19665bb2efd
[2]https://www.zhihu.com/question/615350352/answer/3147560576
[3]https://www.reddit.com/r/singularity/comments/15g63n1/the_korean_society_of_superconductivity/
[4]https://mp.weixin.qq.com/s/0pfcfy4h9NJ2MkOL7_LjRQ