华科初步复现韩国室温超导材料!已证明抗磁性,网友齐刷见证历史

下一步:验证超导性能

丰色 克雷西 发自 凹非寺

量子位 | 公众号 QbitAI

韩国“室温常压超导体材料”首个成功复现来了?!

来自华中科技大学材料学院的师生们,刚刚在B站首发视频宣布:
他们已合成了可以磁悬浮的LK-99晶体,该晶体悬浮的角度比Sukbae Lee等人获得的样品磁悬浮角度更大,有望实现真正意义的无接触超导磁悬浮。

从发布的视频来看,在显微镜下,这个“小黑点”随着钕铁硼磁体的靠近和远离,不停地倒下或立起,无论S极还是N极都有效,即排斥和磁极无关,显现出抗磁性

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消息一出,就立刻引来数十万网友的围观,尽管团队声明还没测电阻证明超导性,但满屏已刷起“见证历史”。

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与此同时,国外网友也火速将目光投向了B站。

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“首次验证合成可以磁悬浮的LK-99晶体”

消息由B站UP主“关山口男子技师”发布。

主页简介显示这位UP来自华中科技大学,LK-99论文刚出来就投入了复现工作,但此前的实验结果没有出现这么强的抗磁性。

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今天他终于宣布初步成功,也曝出其所在的团队是由华中科技大学材料学院常海欣教授带领,成员是博士后武浩、博士生杨丽。

在视频中,他们合成的这块LK-99晶体,就是如下牙签所指之处的一个小黑点,直径仅有几十微米。

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经显微镜放大后勉强清晰了一些:

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随后,将一块钕铁硼磁体放在其下,观察反应。

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我们就能看到,随着下方的磁体靠近,晶体快速立起(部分悬浮状态),远离之后便很快倒下:

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交换磁极之后,依然有同样的效果:

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如网友所说,通过这个视频我们可以看到LK99是具有抗磁性的,“说明韩国论文真没有说谎”[旺柴]、是可以大呼WC的程度了。

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而接下来,超导性和通量量子化都是有待验证的特性。

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而网友则兴奋地表示,后面的实验成不成功这都算一大突破了。

因为“就算只有抗磁性,也是巨大发现,毕竟常温下抗磁性这么强的材料很稀有”。

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UP表示,接下来,团队确实要为了验证超导性做电阻测量。

不过坏消息是由于样品只有这一片,为了防止被破坏,还得等下一批出来才能开始。

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这下有人表示:道理都懂,但真的很急。

计算机模拟加入验证工作行列

在华中科大这一初步复现的过程中,相关理论验证也有了新的进展。

就在今天上午,消息显示:

美国劳伦斯伯克利国家实验室(LBNL)进行的计算机模拟,从理论上支持了这种材料具有常温超导能力的结论。

他们根据密度泛函理论(DFT)方法,在VASP软件中对费米能级的价电子带进行了计算。

最终结果发现,铜的取代导致极其狭窄(带宽仅130meV)的平坦价电子带出现在费米能级

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这种平坦带与超导关键参数电子态密度有关,是实现高温超导的重要特征

费米能带是一个能量基准,处于这一能带中的电子越多,超导温度也就越高

不过,作者在论文中也提到,实际合成这种材料是有一定难度的。

此外,也有外国网友对此产生了质疑:

为什么要使用含有羟基的磷灰石?这样的基团不会对孤对电子产生影响吗?

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在国内,中国科学院沈阳材料科学国家实验室也进行了计算。

研究人员从第一性原理出发,使用从头算(ab initio)方法推算了LK-99的电子结构。

结果显示,在费米能级附近,同样有平坦带的出现

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而未被铜原子取代的铅磷灰石结构,则是绝缘的。

不过,对于LK-99是否具有超导性能,该实验室并未给出明确的结论。

但同样在国内,北航的实验却给出了相反的答案:

LK-99非但没有室温超导性能,反而表现出了半导体的特性。

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北航的实验显示,LK-99在室温下的电阻率为1.94×10^4Ω·cm。

这是个什么概念呢?室温下,以Ω·cm为单位,一般金属的的电阻率在10的-4到-2次方量级。

而对于相同长度和横截面的导体,电阻率越大,导电性能也就越差

也就是说,按照这一实验结果,LK-99的导电能力还不如普通金属

但X射线衍射(XRD)结果却表明,北航团队合成的产物与韩国团队产物的结构是一致的

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One More Thing

全球如火如荼地对LK-99展开复现的同时,韩国团队的论文也重新发布。

不过实质性的修改只有这一张图,而且只是把同一坐标系中的两组图线进行了拆分。

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除了LK-99之外,美国的泰吉量子(Taj Quantum)公司还提出了另外一种超导材料。

这是一种石墨烯泡沫材料,以专利的形式进行了发表(专利号:US-11710584-B2)。

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总之,LK-99带来的硝烟仍未散去,不知子弹现在飞到了哪里……

视频地址:
https://www.bilibili.com/video/BV14p4y1V7kS
美国LBNL论文:
https://arxiv.org/pdf/2307.16892.pdf
沈阳材料实验室论文:
https://arxiv.org/pdf/2307.16040.pdf
北航论文:
https://arxiv.org/pdf/2307.16802.pdf
Taj Quantum专利:
https://image-ppubs.uspto.gov/dirsearch-public/print/downloadPdf/11710584

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