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。

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”。

与此同时，国外网友也火速将目光投向了B站。

“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。

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。

经显微镜放大后勉强清晰了一些：

随后，将一块钕铁硼磁体放在其下，观察反应。

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：

交换磁极之后，依然有同样的效果：

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。

而接下来，超导性和通量量子化都是有待验证的特性。

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”。

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。

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。

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？

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。

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。

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。

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。

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）。

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