來源：新智元
LK-99室溫超導事件被打臉？
就在今天，來自北京大學、中國科學院大學等機構的研究人員發表論文稱，LK-99表現出的是鐵磁性半懸浮現象，不具超導性。
研究者認爲，軟鐵磁足以解釋LK-99在強垂直磁場中的半懸浮現象。測量結果沒有表明樣品中存在邁斯納效應或零電阻，因此實驗得到的LK-99樣品不具超導性。同時，印度國家實驗室也發表論文稱，所得LK-99樣品在室溫下不具備超導性。
美國馬里蘭大學凝聚態物質理論中心（CMTC）也轉發了最新的研究，稱LK-99不是超導體，甚至在室溫（或極低溫度）下也不是。它只是一種電阻非常高的劣質材料。
到此爲止，與事實作鬥爭毫無意義，用數據說話。
北大：LK-99是鐵磁體
北大和國科大團隊採用固相燒結法，成功地合成了多晶LK-99樣陶瓷樣品。
產物爲直徑6毫米、厚度3毫米的黑色厚塊
能量色散X射線光譜（EDS）表明，樣品存在Pb、P、Cu、O和S
在對這些小片和一塊未表現出半懸浮現象的大片進行磁化率測量後，研究者發現樣品普遍含有微弱的軟鐵磁成分。
由於各個小片的形狀呈顯著的各向異性，團隊認爲，軟鐵磁性就足以解釋在強垂直磁場中觀察到的半懸浮現象了。
另外，由於測量結果沒有顯示出邁斯納效應或零電阻，因此團隊認爲樣品沒有表現出超導性。
研究者測量了未半懸浮在磁體上的樣品S1的磁化強度，連續進行了場冷卻（FC）和零場冷卻（ZFC）測量。
當外部磁場爲10 Oe時，磁化強度與溫度的FC和ZFC曲線均顯示出正磁矩和明顯的支化，如圖2(a)。
當磁場增加到10 kOe時，FC和ZFC M-T曲線保持正值且重合，如圖2(b)所示。
FC和ZFC曲線中的分支模式通常出現在鐵磁材料、自旋玻璃材料和超導體中。
然而，自旋玻璃態在較低溫度下更爲常見，有效地凍結了磁矩，而超導態通常會產生顯着的負ZFC磁化強度值。
也就是這一現象，使得團隊第一次認識到了鐵磁成分的存在。
爲了進一步探索樣品中的鐵磁成分，研究者在100 K和300 K下進行了場相關磁化強度測量，如圖2(c)所示。
外部磁場從0增加到70 kOe，隨後從70 kOe減少到-70 kOe，最後再次從-70 kOe增加到70 kOe。在兩種溫度下，都觀察到了類似的行爲。
當磁場從0增加到1500 e時，磁化強度隨着磁場的增加而增加，然後磁化強度隨着磁場的增加幾乎線性減小，甚至變成負值。
這種現象表明樣品S1中存在大量的絕緣成分。
低場數據出現了明顯的磁滯回線（圖2(d)），進一步證實了鐵磁相的存在。
以圖3中100K條件爲例，在減去抗磁背景後，剩餘部分在 20 kOe 以上表現出典型的飽和現象。
將一些抗磁性材料與樣本S1進行比較：
減去的抗磁性磁化率（約爲-2 x 10^-6 emu/g）比鉍（-1.6 x 10^-6 emu/g）和水（-10^-7 emu/g）的抗磁性磁化率大，但比熱解碳（~ -4 x 10^-6 emu/g）的抗磁性磁化率小。
這表明這部分磁化率不是由超導性引起的。
那麼，它爲什麼會半懸浮呢？
隨後，團隊測量了一個顆粒樣品S2的磁化率，在一顆磁體靠近時，該樣品開始震動[見下圖]。
由於這個樣品太小無法準確稱重，因此團隊在圖4中直接以「emu」爲垂直軸的單位表示。
磁化率-溫度（M-T）曲線的FC和ZFC測量結果顯示出與樣品S1類似的正值和類似的分支結構。
這表明S1和S2具有類似的磁性組分。然而，許多其他樣品對磁體沒有反應，有些甚至比S2還要小。
團隊認爲這可能與樣品的非均勻性有關，當樣品具有適當的大小、適當的組分和適當的形狀時，就有可能達到半懸浮狀態。
最後，研究人員測量了樣品S3的磁化率，它在磁體上顯示出半磁懸浮。S3的半懸浮狀態如圖所示。
作者在論文中簡單地描述道，「半懸浮是由磁力矩造成的，而不是由施加在樣品上的淨提升力造成的」。
研究人員首先在10 Oe條件下對100-300 K的M-T曲線進行了FC測量。
在下圖(a)中，FC曲線（黑色曲線）的磁化率呈現出明顯的負值，在溫度低於 300 K 時幾乎沒有變化。
不過，在測量M-T的ZFC值之前，研究人員在100 K時測量了磁場相關的磁化率，見上圖(b)。
當磁場從0增加到1500 Oe時，磁化由負變正。上圖(c)中的黑色曲線是這一過程的放大圖。
與樣本S1和S2不同的是，當磁場增加到1500 Oe以上時，磁化率並沒有隨磁場的增加而降低，而是以較低的斜率增加。
爲了驗證樣品是否具有零電阻率，研究人員對顆粒樣品進行了電阻測量，如下圖。
結果表明，合成的樣品有半導體傳輸行爲，其電阻率隨着溫度的降低而逐漸增大，從增加到300 K到2 K時提高了一個數量級。
總之，北大和中科院大學團隊認爲，形狀各向異性樣品之所以呈半懸浮，應該用鐵磁性來解釋。
但這種Pb-Cu-P-O體系中表現出的室溫鐵磁性，值得物理學家們進一步研究。
華工大佬評價：完成度很低
不過，華工大佬「洗芝溪」表示，北大這篇工作的完成度很低。很多數據沒有認真處理，回線的大場數據不重合，還有手繪圖。
他表示，將其稱爲弱鐵磁，有些牽強。因爲磁場加到3T不飽和，不符合常理。
如果一定要將其稱爲鐵磁，最多也就是形成了一些小磁疇，所以磁化率才會這麼小。
北大研究中，對於一個有很多相的樣品，其中最主要的相還具有壓制性。如果一個樣品是鐵磁，就會自動排除超導相。
通常情況下，鐵磁和超導互不兼容。但也有例外，鐵磁超導體就是個例子，這個時候，自旋是同方向配對的。
就北大樣品的數據來看，洗芝溪表示，自己不願意相信它是鐵磁抗磁混合相，而是某種特殊的自旋液體、甚至自旋玻璃。考慮到裏面有很多三角格子，自旋阻挫的可能性是存在的。
另外，此前西班牙團隊的一篇論文也發現，LK-99屬於多相異質結構，很難復現。
論文中表示，LK-99是一種多相異質結構，具有共存的非超導成分。而這些相在XRD中不會產生顯著的X射線峯，但依然會對電阻和磁性產生影響。
說得通俗一點，就是現在想要復現這個材料，結果會很複雜。因爲可能的超導材料會被非超導材料包裹，導致最後呈現出的現象比較有迷惑性。
即使XRD相同，也並不代表樣品的磁性能相同。
印度團隊：LK-99室溫下不具備超導性
幾乎同時，印度國家實驗室也發表論文稱，所得LK-99樣品在室溫下不具備超導性。
印度CSIR國家物理實驗室等的實驗論文的基本邏輯是，他們非常嚴格地遵循韓國團隊的製作流程，製作出了純度很高的LK-99。
然後通過 Powder X-ray diffraction（PXRD）和Rietveld refinement來驗證了，自己製作的材料和韓國團隊論文中描述的LK-99就是一個東西。
在這個前提下，他們自己手上的材料在室溫下既不抗磁也不超導！
具體來說，他們非常嚴格地遵循了韓國團隊在論文中的具體描述。
在550攝氏度下加熱48小時合成了在進一步加工之後，在坩堝中將高純度粉末加熱至725攝氏度並退火24小時後，獲得然後將這兩個物質以1:1比例混合在石英管中加熱10小時後獲得LK-99。
在每一步過程中的物質，用Rietveld精修PXRD光譜測量的數據後，得到具體的結果下圖所示。
整體的數據都表明，他們每一步獲得的樣品的純度都很高。LK-99的晶格參數如下表所示：
然後研究團隊首先進行了之前團隊都做了的和永磁體的互動。如下圖所示沒有出現懸浮現象。
在280K下的磁化強度測試表明，LK-99出現了抗磁性，但是沒有超導性。
室溫超導革命，怕是要再等等了？
根據北京大學的最新研究，LK-99很可能只是一種鐵磁性材料，這也解釋了它的懸浮特性。室溫超導革命還得再等一天。
LK-99能夠半飄起來，竟是被磁矩支撐着。
世界復現團隊一覽
剛剛，維基百科也更新了北大、以及印度在LK-99最新研究。其中，標紅內容框，代表復現失敗。
如下是在理論研究方面的進展。
編輯/tolk