韩国“室温超导”争议疑云始末

韩国“室温超导”争议疑云始末低温超导体现象过程展示这是全球首个证实“常温常压超导体”理论可行的相关论文，为“室温超导”材料的技术研究提供了新的方向和启示，有望推动千亿规模的室温超导产业应用发展。一周前，韩国科研团队利用掺杂铜的铅磷灰石材料LK-99晶体称实现了“室温超导”现象，学术界则对此争议颇多，多个团队进行“复现狂潮”以证伪。除了美国团队之外，8月1日下午，中国的华中科技大学材料学院团队也成功首次验证合成了可以磁悬浮的LK-99晶体，俄罗斯科学家IrisAlexandra也成功复现，但印度国家物理实验室团队两次复现均失败，中国科学院物理所、华中科技大学另一团队实现了未经证实的部分复现。早在2020年《科学》杂志发文称，“终于，室温超导实现了”，但在之前，美国迪亚兹的“室温超导”实验却都无法实现复现，整体是失败的。（注：详见前文：《全球热议“室温超导”新突破，一场新的能源革命要来了？》）值得一提的是，8月2日有消息称，韩国“室温超导”论文作者李硕裴（SukbaeLee）表示，论文存在缺陷，系团队中的一名成员、Young-WanKwon教授未经其他作者许可擅自发布，目前团队正向arXiv要求下架论文。有趣的是，ChatGPT之父、OpenAICEOSamAltman则直接发文吐槽：一个月前大家关注的是马斯克（ElonMusk）和马克·扎克伯格的社交软件争斗，而现在，人们却因可能将拥有一个真正的室温超导体而惊呆了。受此消息影响，资本市场相关概念股似乎已经提前“沸腾”了。8月1日美股，风力涡轮机电子控制系统公司美国超导（NASDAQ:AMSC）一度涨超100%；而国内超导个股永鼎股份、法尔胜、百利电气上涨20%触及涨停板。历经192个小时的“室温超导”争议和反转公开资料显示，室温超导体全称为超导电性，又称常温超导体，是指可以在高于0摄氏度的温度有超导现象的材料。而超导体的一个特性是“零电阻”，亦即电流通过时，没有因为受到任何阻力而导致损失，因此，这是一种革命性的材料。多年来，寻找一种无需极低温或者极高压就可以使用的超导体是超导界的一大梦想。1908年，荷兰物理学家昂尼斯（HeikeKamerlinghOnnes）成功液化了氦气，并获得了接近绝对零度的低温4.2K（约-269摄氏度）。1911年，昂尼斯等人用液氮冷却金属汞时发现，汞的电阻在温度降至4.2K左右时急剧下降至消失，具备完全导电性，1913年昂尼斯又发现锡和铅也和汞一样具有超导性，同年由于对物质在低温状态下性质的研究以及液化氦气，昂内斯被授予1913年诺贝尔物理学奖。而超导的概念随之而来。此前，超导体必须在极低温环境下工作，技术分类主要有四种：低温超导，需要在40K（约-233.15℃）以下液氮温度才能达到超导状态，常见低温超导体包括铌钛合金、铌铝合金等；金属超导，常见的金属超导体包括铅、铝、汞等，需要非常低的温度才能实现超导；铁基超导；铜氧化合物超导，是铜氧化物（cuprates）为主要成分的超导材料，优势在于超导转变温度相对较高，可以在液氨温度以上实现超导。1987年，研究人员发现了一种含铜的超导体，其工作温度为零下196摄氏度。后续实验最终将超导温度提高到-140摄氏度。从学术界角度看，目前，全球并没有研发出真正实用的室温超导体及材料，所以很多科学家开始不断实验，寻求全球首个常温超导体以实现“革命性技术突破”，主要由于超导体被用于为粒子加速器和核磁共振设备中磁铁提供动力，它们是量子计算机的基石，而量子计算机的性能最终可能超过世界上最好的超级计算机，如果它们不需要冷藏从而更容易操作和制造，产业影响可能会更广泛。2023年以来，主要有两个事件催化了“室温超导”引起广泛关注：美国迪亚兹室温超导成果争议，和韩国科研团队的实验。今年3月7日，美国纽约罗切斯特大学物理学家朗加·迪亚兹（RangaDias）在美国物理学会年会上介绍研究新进展，称团队创造出的超导可在室温和相对较低的压力下工作。这不是迪亚斯第一次将室温超导公之于世。2020年，迪亚斯发布论文称，已经在实验室将氢、碳和硫元素，在金刚石压腔中通过光化学合成简单的碳质硫氢化物(CSH)，并将其超导临界温度提升至15°C。然而，Nature认为迪亚斯的数据处理方式有问题，其实验结果也未能成功复现，因此该篇论文以被撤稿告终。而今年迪亚兹的最新论文声称，要在1万倍大气压下才能实现室温超导，但最后全球没有实验室实现该研究的复现，暂时被证伪。时隔四个月后的7月23日，韩国科学技术研究院（KIST）量子能源研究中心团队在未经同行评议的预印版论文平台arXiv上发布了一篇题为“首个室温常压超导体”的论文，描述称实验发现了一种名为LK-99的新型室温超导体。该论文还伴随着arXiv上的姊妹论文、一篇韩国期刊上的论文、一个获得超导体的证明视频以及一项专利申请。其中，第一篇（arXiv:2307.12008）的提交人是署名高丽大学教授Young-WanKwon，剩下两位署名作者为SukbaeLee、Ji-HoonKim，截至目前该室温超导论文进行了一次修订，论文共有22页；而第二篇（arXiv:2307.12037）的提交人是：HyuntakKim（来自威廉-玛丽学院），有六人署名。钛媒体App了解到，上述两篇文章的内容大体相同，都是宣称发现了第一种室温常压超导体，其中第二篇文章内容更丰富一些，提供了材料合成的详细方法，展示了磁悬浮现象，并更详细地推测了导致这种常温超导现象的机理。LK-99晶体的超导现象过程（来源：论文）论文显示，韩国科研团队在材料合成部分采用“改性铅磷灰石晶体结构（下称LK-99，一种掺杂铜的铅磷灰石）”，合成方法直接、简单、便宜，甚至能在常压下127摄氏度实现超导，研究过程核心为以下三个步骤：第一步：用摩尔比1：1的氧化铅和硫酸铅粉末在725摄氏度和10^-3Torr（真空度测量）条件下发生固相化学反应，合成黄铅矾：第二步：在550摄氏度和10^-3Torr条件下合成磷化亚铜（一、二步可独立进行）：第三步：一、二步的产物研磨成粉末后，在10^-3Torr条件下，加热到925摄氏度，合成掺Cu的铅-磷灰石（即LK-99）。与迪亚兹成果后面的反馈类似，由于韩国团队的实验过程简单直接，而且论文有部分错误信息，数据也不太全，缺乏经验，尤其电阻测量给出的是不同温度下的IV曲线电流I太小了、电阻率测量精度不够等，所以多位业内专家对此表示质疑。据央视，南京大学超导物理和材料研究中心主任闻海虎认为，韩国团队所展示的并非超导现象，而是“超导假象”，主要原因在于实现超导的零电阻、完全抗磁性（迈斯纳效应）两个特性，论文结果并不完全符合条件。“论文想从三个方面说明有超导：电阻测量、磁化测量和磁悬浮。其中，电阻测量通常使用“四探针法”，主要是该方法是接触式比较稳定，但根据去年他们发表的韩国期刊文章看出，电极是用4个尖锐的针尖测量的，这种测量有时候会出问题的，因为是针尖，所以接触各个方面都有问题，但是它现在显示出来这个所谓电阻的数据，没有一个是非常稳定的噪音状态的零电阻，其数据随着温度变来变去，所以数据还是比较存疑的。磁化数据确实看到抗磁，但其他材料抗磁性使用超导量子干涉器件仪器测量，如果信号大的时候一般是没有错的，如果信号小的时候有时候往往会给出这个假象。超导有它本身具有特定形状的磁滞回线，是任何其他材料没有的内容，但该文章中没有发现这个数据信息。所以在磁化测量上，尽管有抗磁，这个...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1374541.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1374541.htm

LK-99研究团队再次提出室温超导材料PCPOSOS

LK-99研究团队再次提出室温超导材料PCPOSOS在美国物理学会三月会议上，LK-99研究团队的Hyun-TakKim教授公布了号称常温常压超导材料“PCPOSOS”的研究成果，该材料从LK-99改进而来。研究团队在展示了PCPOSOS的电阻测量结果和浮选实验等结果数据。Kim教授和其研究团队已经向美国物理学会提交了一篇论文，但尚未发表，该论文稍后也将公布在arXiv。但科学界的评估是，仅根据这一演示，很难将PCPOSOS视为室温超导体。事实上，研究团队公布的数据与已经被确认不是室温超导体的LK-99并没有太大区别。同时，在同会场另一场口头报告中，休斯敦大学研究团队还透露了LK-99的复制结果。休斯敦大学研究团队指出，LK-99并不是超导体，称其之所以看起来像超导体，与硫化铜杂质的结构转变有关。——

美国院士称初步复现Dias团队的近常压室温超导研究

美国院士称初步复现Dias团队的近常压室温超导研究基于这种材料，在1GPa压强下，超导转变的最高温度只要294K，也就是室温21度左右，已经达到了人类生活的常温水平。如此颠覆的理论，在全球引起了轩然大波，不过随后的事情大家都看到了，正当大家都认为这是假的时候，又有人复现了这个实验。国际高压领域著名专家、美国科学院院士RussellHemley在预印本平台发布了一篇未经同行评审的文章，表示他们使用Dias团队的材料，初步复现了Dias团队的近常压室温超导研究。他还指出，其他团队之所以没有复现出实验，是因为样本制备不当。Hemley团队这次用于实验的Lu-N-H材料样本由罗切斯特大学小组（也就是Dias的团队）制备。他们将该材料放在金刚石压砧（DiamondAnvilCell,DAC）中进行测量，正如Dias团队所做的那样。实验地点在伊利诺伊芝加哥大学的实验室和阿贡国家实验室分别独立进行。Hemley指出合成Lu-N-H超导材料的困难程度，这是大部分团队复现Dias实验失败的主要原因，不知道接下来是不是还会有新的证据推翻这个说法？...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1365207.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1365207.htm

南京大学团队推翻美国室温超导研究 实验显示完全不可行

南京大学团队推翻美国室温超导研究实验显示完全不可行基于这种材料，在1GPa压强下，超导转变的最高温度只要294K，也就是室温21度左右，已经达到了人类生活的常温水平。“这个结论肯定是推翻了，毋庸置疑的。”南京大学超导物理和材料研究中心主任闻海虎对《中国科学报》说出这句话的时候，语气足够坚决。闻海虎团队在预印本网站arXiv提交了一篇包括9名作者、长达16页的研究论文，直截了当否定了Dias的研究结论。论文结论称：“我们的实验清楚地表明，从环境压力到6.3GPa，温度低至10K（约-263摄氏度），镥氮氢材料LuH2±xNy中不存在超导性。”闻海虎发现，Dias给的制备样品方案几乎不可行，于是他们结合自己的条件，完全以新的方式进行合成并得到了镥氮氢材料。X射线衍射仪技术检查显示，该材料结构与Dias的样品几乎一致，且能量色散X射线光谱仪分析也发现了氮元素。闻海虎团队随即在6万个大气压以下的不同压力中，对该材料电阻进行了测量，发现低至10K都没有超导发生。同时，他们也进行了仔细的磁化测量，发现没有超导所需的抗磁信号。闻海虎说，这些发现足以否定Dias的常温低压下的超导结论。为什么Dias的制备样品方案不可行呢？Dias的方案是，用两个小金刚石对微腔中的镥、氮气和氢气在65摄氏度下加压到1万个大气压。闻海虎分析说，Dias的材料制备方法存在明显的不合理性，65摄氏度太低，这个温度下能产生金属和氮气、氢气的反应是不可思议的。闻海虎说，Dias可能给了一个错误的条件，或许是温度少了一个“0”，“除非用激光加热，否则很难做出来”，然而Dias并没有提到激光。闻海虎团队采用了高温高压炉来烧，很快就得到了镥氮氢材料。闻海虎考虑得更严谨。他说，这个材料在几十万个大气压下是否会出现高温超导还不能下结论，“我们也正在做”。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1350265.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1350265.htm