超導(dǎo)體領(lǐng)域，又有新發(fā)現(xiàn)！

每經(jīng)編輯 畢陸名

由韓國(guó)科研團(tuán)隊(duì)率先公開(kāi)、宣稱能室溫超導(dǎo)、被認(rèn)為已經(jīng)“涼涼”的LK-99材料有新發(fā)現(xiàn)？

這款宣稱全世界首款室溫常壓超導(dǎo)材料是一種銅摻雜的鉛磷灰石，成分為Pb10-xCux(PO4)6O。

據(jù)澎湃科技12月21日?qǐng)?bào)道，12月20日，華南理工大學(xué)物理與光電學(xué)院教授姚堯向記者表示，“我們看到了（銅摻雜磷酸鉛、LK-99樣品）非常明確存在超導(dǎo)相的證據(jù)。”

圖片來(lái)源：預(yù)印本網(wǎng)站arXiv截圖

相關(guān)論文已于上周六（2023年12月16日）上傳到預(yù)印本網(wǎng)站arXiv上，目前已對(duì)外公開(kāi)。前述論文的標(biāo)題是《銅代鉛磷灰石低場(chǎng)微波吸收的奇異記憶效應(yīng)》（Strange memory effect of low-field microwave absorption in copper-substituted lead apatite），一共9位署名作者，分別來(lái)自華南理工大學(xué)發(fā)光材料與器件國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、中南大學(xué)、電子科技大學(xué)等單位。姚堯表示，非凡的結(jié)論需要非凡的證據(jù)。室溫超導(dǎo)體是很多人的夢(mèng)想，但很可能首先需要一個(gè)范式的革命，比如測(cè)量方式。之前用在低溫下的設(shè)備和測(cè)量辦法，不見(jiàn)得在常溫下能用。

該論文稱，研究人員在銅代鉛磷灰石樣品中觀察到了相當(dāng)大的低場(chǎng)微波吸收（LFMA）磁滯效應(yīng)。在外加磁場(chǎng)下持續(xù)旋轉(zhuǎn)樣品，這種效應(yīng)會(huì)減弱，兩天后會(huì)自發(fā)恢復(fù)。這表明它具有玻璃特征，排除了任何鐵磁性的可能性。這種效應(yīng)可能歸因于超導(dǎo)邁斯納相與渦旋玻璃之間的轉(zhuǎn)變。

姚堯表示，實(shí)驗(yàn)團(tuán)隊(duì)進(jìn)行了非常全面的研究。超導(dǎo)是一個(gè)很大的概念，除了零電阻和完全抗磁的邁斯納（Meissner）效應(yīng)，“渦旋玻璃”也是超導(dǎo)相的一部分。人們現(xiàn)在把超導(dǎo)體分為三種狀態(tài)：純的邁斯納態(tài)、渦旋玻璃態(tài)（或稱混合態(tài)）、正常態(tài)。“我們的主要做的工作是去看它的玻璃相隨著磁場(chǎng)的變化、溫度的變化，會(huì)有什么樣的一些效應(yīng)。”“我們現(xiàn)在的結(jié)果是明確指向這個(gè)材料當(dāng)中存在超導(dǎo)相。”

姚堯同時(shí)表示，其實(shí)驗(yàn)團(tuán)隊(duì)目前燒制獲得的“銅摻雜磷酸鉛”LK-99樣品中，超導(dǎo)成分的含量相對(duì)低，尺寸大概在納米級(jí)，尚未實(shí)現(xiàn)室溫超導(dǎo)。姚堯表示，研究團(tuán)隊(duì)將繼續(xù)改進(jìn)合成工藝，預(yù)計(jì)當(dāng)前述樣品的尺寸增加微米級(jí)時(shí)，其轉(zhuǎn)變溫度可能會(huì)進(jìn)一步提高。

對(duì)于具體改進(jìn)的合成工藝和實(shí)驗(yàn)細(xì)節(jié)，姚堯表示，暫時(shí)保密，“韓國(guó)團(tuán)隊(duì)論文中也沒(méi)有公布所有工藝和細(xì)節(jié)，大家都在嘗試”。其預(yù)印本論文尚未正式投稿，目前公布出來(lái)供大家討論。

圖片來(lái)源：視覺(jué)中國(guó)

據(jù)媒體12月13日?qǐng)?bào)道，韓國(guó)超傳導(dǎo)低溫學(xué)會(huì)驗(yàn)證委員會(huì)13日在線發(fā)布白皮書(shū)稱，在綜合考量原論文數(shù)據(jù)和國(guó)內(nèi)外再現(xiàn)實(shí)驗(yàn)研究結(jié)果后認(rèn)定，完全沒(méi)有證據(jù)可以證明LK-99是常溫常壓超導(dǎo)體。

驗(yàn)證委指出，此前公開(kāi)的兩篇LK-99相關(guān)論文中提出的電阻和磁化率測(cè)定值等數(shù)據(jù)均未能體現(xiàn)超導(dǎo)體的“零電阻”和“邁斯納效應(yīng)”（即超導(dǎo)體對(duì)外部磁場(chǎng)的排斥現(xiàn)象）特征。

驗(yàn)證委還指出，根據(jù)LK-99相關(guān)論文作者提出的方法，在首爾大學(xué)等韓國(guó)8個(gè)研究所進(jìn)行的再現(xiàn)研究中，均未能在常溫或低溫環(huán)境下再現(xiàn)超導(dǎo)。

自韓國(guó)室溫超導(dǎo)的論文7月22日發(fā)表以來(lái)，已過(guò)去了近四個(gè)月。從論文剛發(fā)時(shí)全球矚目的吃瓜狂歡，到故事不斷被曝“內(nèi)訌”的韓國(guó)研究團(tuán)隊(duì)，從無(wú)數(shù)專業(yè)民間團(tuán)隊(duì)紛紛上手的復(fù)現(xiàn)熱潮，再到一個(gè)月之后久無(wú)定論熱度漸弱，簡(jiǎn)直就是一場(chǎng)跌宕起伏、又極富戲劇性的科學(xué)狂歡盛宴。

據(jù)科技日?qǐng)?bào)10月29日消息，荷蘭代爾夫特理工大學(xué)的量子物理學(xué)家首次證明，使用超導(dǎo)體控制和操縱芯片上的自旋波是可能的。磁鐵中的這些微小波可能會(huì)在未來(lái)提供電子產(chǎn)品的替代品。這項(xiàng)研究發(fā)表在《科學(xué)》雜志上，主要為物理學(xué)家提供了關(guān)于磁鐵和超導(dǎo)體之間相互作用的新見(jiàn)解。

上述研究相關(guān)負(fù)責(zé)人稱，由于自旋波可以成為電子產(chǎn)品節(jié)能替代品的有前途的基石，科學(xué)家們多年來(lái)一直在尋找一種有效的方法來(lái)控制和操縱自旋波。理論預(yù)測(cè)金屬電極可以控制自旋波，但物理學(xué)家直到現(xiàn)在才在實(shí)驗(yàn)中看到這種效應(yīng)。研究團(tuán)隊(duì)的突破在于，如果使用超導(dǎo)電極，確實(shí)可以正確控制自旋波。

公開(kāi)資料顯示，超導(dǎo)材料又稱超導(dǎo)體，存在三大基本特性——零電阻、完全抗磁性、量子隧穿效應(yīng)。由于這些特性，超導(dǎo)材料在所有涉及電和磁的領(lǐng)域都有用武之地，包括電子學(xué)、生物醫(yī)學(xué)、科學(xué)工程、交通運(yùn)輸、電力等領(lǐng)域。

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