
韓國 LK-99 材料討論從沸沸揚揚到逐漸沈寂已 4 個月,越來越多復刻實驗表明 LK-99 並非室溫超導材料,最近中國科學院物理研究所團隊更提供 LK99 非超導確鑿證據,強力反駁韓國團隊的超導主張。
今年早些時候,韓國 3 名科學家 Sukbae Lee、Ji-Hoon Kim、Young-Wan Kwon 發表尚未經同行評審的論文,宣布以簡單設備成功製出室溫超導材料,命名為 LK-99。
由於室溫超導體在電力傳輸、強力磁場、資訊等領域都具巨大應用前景,可能引發能源領域重大變革甚至新工業革命,因此 LK-99 不僅受科研工作者關注,也吸引許多非專業人士討論,在社群媒體上被爭相傳誦。
無數科學研究團隊或業餘愛好者都迅速跟進投入複製,卻沒有一個團隊能提供同樣超導性直接證據,即觀測到完全抗磁性(邁斯納效應)和零電阻行為。最令人費解的是,什麼原因導致 LK-99 電阻率急劇下降?以及這現象為什麼只發生在少數樣品中?
中國科學院物理研究所團隊於是仔細分析韓國團隊論文,發現其製備方法導致 LK -99 存在大量 Cu2S 雜質,直接寫下 LK99 非超導確鑿證據。
研究人員表示,Cu2S 在溫度 400K 附近會發生結構相變,從高溫六角相變為低溫單斜相,Cu2S 的電導及熱膨脹係數在相變溫度發生明顯變化,因此猜測 LK-99 的超導電阻陡變行為可能是雜質 Cu 2 S 所致。
進一步測量純 Cu2S 後發現,材料在 400K 附近電阻率變化 3~4 個數量級,與 LK-99 所謂的超導行為相似,但這種結構相變為一級相變,於升降溫測量時能會有遲滯行為,與二級相變的超導轉變完全不同。
為了重複韓國團隊實驗,中國團隊製作了含不同 Cu 2 S 雜質的 LK-99 樣品:樣品 S1(含 5% Cu2S)和 S2(含 70% Cu2S),發現它們的電阻都在超導轉變處發生變化,其中 S2 樣品與韓國團隊報告的行為高度相似。
而電阻、磁化率測量結果也都觀測到遲滯行為,磁化曲線也是標準弱抗磁特性,這些都與超導行為完全不同,因此該團隊斷定,韓國 LK-99 觀察到的電阻下降行為起源於 Cu2S 的一級結構相變,LK-99 並非室溫超導體。