中科院物理研究所LK-99復現(xiàn)結果:韓國原論文的“超導轉變”來源于Cu2S雜質的結構相變
今天又看到了中科院物理研究所的實驗研究組針對LK-99的復現(xiàn)結果,原論文見:https://arxiv.org/ftp/arxiv/papers/2308/2308.04353.pdf
其測量結果非常簡單,首先看一下韓國組原論文中宣稱測到的超導轉變,如圖1所示(https://arxiv.org/ftp/arxiv/papers/2307/2307.12037.pdf)??梢钥吹狡湓?strong>105攝氏度附近發(fā)生了一個明顯的電阻驟降,由此該組宣稱他們發(fā)現(xiàn)了遠超室溫的超導體。

來自物理所的研究組針對該結果進行了一個有趣的對照性復現(xiàn)。需要注意的是,無論是原論文還是現(xiàn)在所有的實驗研究報告中,得到的LK-99都不純,而是含有一定的Cu2S雜質。為了檢驗Cu2S在電阻測量中可能產生的影響,該研究組首先使用純的Cu2S進行了電阻測量。測量結果如圖2所示,可以看到,純的Cu2S在380K(也就是105攝氏度)觀察到了一個銳利的電阻驟降,同時,如圖2 (b)所示的升降溫測量中出現(xiàn)了明顯的滯回曲線,這表明引發(fā)Cu2S中電阻驟降的相變?yōu)橐灰患壪嘧?,而非超導轉變這種典型的二級相變。在對數(shù)坐標的尺度下,我們可以看到Cu2S的電阻值在低溫會再次回升,需要注意的是,韓國組原論文進行的電阻測量溫度始終高于室溫(二十攝氏度左右)。而物理所研究組測到的電阻回升范圍一直從零下幾十度延伸到接近絕對零度(2K)。由于明顯的溫度對應和電阻驟降的特征,該研究組認為原論文中觀察到的所謂“超導轉變”其實是Cu2S雜質的一級結構相變。

而后該研究組又進行了LK-99和Cu2S混合物的電阻測量,他們測量了兩組樣品S1和S2,根據(jù)原文中粉末XRD的測量結果,在S1中LK-99占大多數(shù),而在S2中LK-99的比例則更小,含有更多的Cu2S。如圖3所示,對這兩組混合樣品的電阻測量發(fā)現(xiàn),在S2中可以看到比較明顯的電阻驟降,發(fā)生在約380K,而在S1中,該電阻變化非常微弱,不過在圖3(d)中通過放大也可以勉強看到。同時,LK-99的引入使得電阻在低溫驟然上升。由此該實驗組做出結論,在韓國原論文中所觀察到的“超導轉變”很可能只是Cu2S雜質結構相變引起的絕緣體-金屬相變,這是一個非常無聊的現(xiàn)象。為了排除烏龍,該組建議韓國組利用原始樣品進行升降溫的電阻測量,如果測到了明顯的滯回現(xiàn)象,則表明他們的相變就是一個一級結構相變。同時,韓國組可能也需要展示一直延伸到2K的電阻數(shù)據(jù)。
