中國(guó)新突破:東南大學(xué)零電阻復(fù)現(xiàn)成功,見(jiàn)證歷史!
東南大學(xué)零電阻復(fù)現(xiàn)成功
東南大學(xué)在國(guó)際上首次在110K(約-163℃)以下成功觀測(cè)到了零電阻現(xiàn)象,這可能是它存在超導(dǎo)電性的一個(gè)重要證據(jù)。這一成果引起了國(guó)內(nèi)外同行的廣泛關(guān)注和熱議。

東南大學(xué)研究團(tuán)隊(duì)制備的LK-99樣品在110K以下測(cè)量到零電阻現(xiàn)象,對(duì)250K左右出現(xiàn)的電阻驟降現(xiàn)象,孫悅表示原因尚不明確,可能與測(cè)量方法有關(guān)。(圖片來(lái)源:原論文)
又一個(gè)重要進(jìn)展,復(fù)現(xiàn)LK-99材料的實(shí)驗(yàn)結(jié)果公布了。8月3日凌晨,東南大學(xué)物理學(xué)院超導(dǎo)研究團(tuán)隊(duì)三名學(xué)生侯強(qiáng)、魏偉、周鑫還有施智祥教授公布了自己的工作,其團(tuán)隊(duì)在110 K(-163.15 ℃)以下,常壓觀測(cè)到LK-99 復(fù)現(xiàn)樣本在常壓110K以下檢測(cè)到了0電阻,arXiv 論文正在提交。
該團(tuán)隊(duì)一共測(cè)量了6片樣品,但僅在一片樣品中觀測(cè)到了零電阻現(xiàn)象,其它樣品大多呈現(xiàn)出半導(dǎo)體行為。另外,團(tuán)隊(duì)測(cè)量了該樣品的邁斯納效應(yīng),但并未觀測(cè)到這一樣品存在完全抗磁性。因此認(rèn)為如果零電阻是超導(dǎo)造成的,那么超導(dǎo)組分占比較低。
他們對(duì)樣品進(jìn)行了四引線法的電阻率測(cè)量。四引線法是一種測(cè)量樣品電阻率的常用方法,它使用四根導(dǎo)線連接樣品兩端,并分別施加恒定電流和測(cè)量電壓。通過(guò)計(jì)算電流與電壓之比,就可以得到樣品的電阻率。他們?cè)诓煌瑴囟认聦?duì)樣品進(jìn)行了多次測(cè)量,并記錄了數(shù)據(jù)。
他們分析了數(shù)據(jù),并得出了驚人的發(fā)現(xiàn)。他們發(fā)現(xiàn),在高溫下,樣品呈現(xiàn)出半導(dǎo)體特征,即隨著溫度降低,電阻率逐漸減小。然而,在110K左右,樣品的電阻率突然降為零,并在更低溫度下保持不變。這意味著,在這個(gè)溫度以下,樣品表現(xiàn)出了零電阻現(xiàn)象,也就是說(shuō),它可以無(wú)損耗地傳導(dǎo)電流。這個(gè)溫度遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于目前已知的最高超導(dǎo)臨界溫度(約-243℃),因此有可能是一種高溫超導(dǎo)材料。
但孫悅強(qiáng)調(diào),零電阻可能是該材料存在超導(dǎo)電性的一個(gè)重要證據(jù),然而并未證實(shí)發(fā)現(xiàn)了室溫超導(dǎo)體。
小結(jié)

該團(tuán)隊(duì)孫悅表示:”我們其實(shí)一共測(cè)了有6片樣品,但是我們只是在一片樣品里面觀測(cè)到了零電阻。在其他樣品,它大多數(shù)產(chǎn)現(xiàn)的是半導(dǎo)體行為,此外我們還對(duì)我們這塊觀測(cè)到零電阻樣品做了邁斯納效應(yīng)的測(cè)量,就是完全抗磁性測(cè)量,但是我們并沒(méi)有在磁性測(cè)量上面觀測(cè)到這個(gè)完全抗磁性。所以我們猜測(cè)我們這個(gè)樣品里面 這個(gè)0電阻如果是超導(dǎo)造成的話,他的超導(dǎo)的組分應(yīng)該是還是比較低的。我們比較重要的事情是我們成功的在這個(gè)LK 99材料下面觀測(cè)到110K以下的零電阻,但是呢這并不是室溫超導(dǎo)的證據(jù)。他是否有室溫超導(dǎo)我們還有待進(jìn)一步的探索和測(cè)量,我們的團(tuán)隊(duì)還會(huì)繼續(xù)在這方面努力,希望有更好的結(jié)果向大家匯報(bào)?!边@是東南大學(xué)的科研團(tuán)隊(duì)在高溫超導(dǎo)領(lǐng)域的一次重大突破,也為物理學(xué)界提供了一個(gè)新的研究方向和挑戰(zhàn)。
截止目前進(jìn)展

1、東南大學(xué)物理學(xué)院超導(dǎo)研究團(tuán)隊(duì)孫悅凌晨在b站(科學(xué)調(diào)查局)發(fā)布的成果為,110k,零電阻。符合高溫超導(dǎo)(>77K)的標(biāo)準(zhǔn),不屬于室溫超導(dǎo)。
2、華中科技大學(xué)材料學(xué)院博士后武浩、博士生楊麗,在常海欣教授的指導(dǎo)下,完成了對(duì)此前韓國(guó)團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)的室溫超導(dǎo)材料“LK-99”的首次復(fù)現(xiàn)驗(yàn)證,成功首次驗(yàn)證合成了可以磁懸浮的LK-99晶體,該晶體懸浮的角度比Sukbae Lee等人獲得的樣品磁懸浮角度更大,有望實(shí)現(xiàn)真正意義的無(wú)接觸超導(dǎo)磁懸浮。
3、曲阜師范大學(xué):在常溫到50K(-223.16℃)范圍內(nèi)檢測(cè),電阻仍然較大,無(wú)零電阻特性。
4、俄羅斯方面,俄羅斯科學(xué)家Iris Alexandra成功制備出了具備常溫抗磁性的LK-99晶體,而常溫抗磁性正是超導(dǎo)晶體的標(biāo)志之一,其結(jié)果在twitter上發(fā)布。
5、美國(guó)勞倫斯伯克利國(guó)家實(shí)驗(yàn)室(LBNL)在 arXiv 上提交了一篇論文,其結(jié)果支持 LK-99 作為室溫環(huán)境壓力超導(dǎo)體。這可能也是相關(guān)研究中,第一個(gè)證實(shí)了「常溫常壓超導(dǎo)體」理論可行的。
基于上述成果,進(jìn)行梳理,從抗磁、單懸浮到110k,零電阻是有很大的推進(jìn),基本可以判定磁懸浮產(chǎn)業(yè)和高溫超導(dǎo)產(chǎn)業(yè)屬于受益范圍??偠灾?,根據(jù)目前的實(shí)驗(yàn)結(jié)果,LK-99可能是一類具有抗磁性的材料,但還不能下結(jié)論說(shuō)它是韓國(guó)團(tuán)隊(duì)所宣稱的室溫超導(dǎo)體,具體性質(zhì)還需要后續(xù)更多的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。