夢晨 豐色 發(fā)自 凹非寺 量子位 | 公眾號 QbitAILK-99最新進展,普林斯頓大學(xué)Schoop Lab復(fù)現(xiàn)失敗,還提出一個新觀點: 根據(jù)形成能計算,在鉛原子位點摻雜銅似乎不可行。

特別之處在于,他們提到所合成的樣品晶體在放大鏡下是透明的。 
團隊在磁性和電阻測量中都沒有觀察到超導(dǎo)跡象;理論計算結(jié)果則是銅的摻雜不穩(wěn)定,電子結(jié)構(gòu)不利于超導(dǎo),更利于磁性。 這篇整整38頁的論文,最終給出的結(jié)論支持了昨天北大團隊論文的結(jié)果: Pb?Cu(PO?)?(OH)?更有可能是磁體,而不是常溫常壓超導(dǎo)體。

目前論文還沒有上傳到arXiv,僅僅是一個谷歌文檔也引起了大量關(guān)注。 即將到普林斯頓任化學(xué)和生物工程助理教授的Andrew S. Rosen表示: (銅原子取代鉛需要的額外能量)13.9 eV,這能量太高了。

對于按照這個結(jié)論為什么卻能看到部分復(fù)現(xiàn)成功的案例,量子材料物理教授Prof. Michael S Fuhrer指出,普林斯頓團隊這篇論文真正的結(jié)論應(yīng)該是“韓國團隊提出的結(jié)構(gòu)并不一定準確,可能與實驗中的真實物質(zhì)不一樣”。 
不過低溫物理學(xué)家、量子系統(tǒng)工程師Jorrit de Boer認為,這是非常著名的研究組寫的非常詳盡的論文,他們在復(fù)雜晶體“生長”和電子理論領(lǐng)域都是頂尖水平。 論文中還包含“為什么用任何合成方法都極不可能發(fā)生鉛-銅替代的根本原因。當(dāng)然(與韓國團隊樣品)不是完全相同的晶體,但似乎結(jié)束了。

普林斯頓團隊怎么說?普林斯頓團隊對自己的研究給出了一段總結(jié): 
另外,即使假設(shè)韓國團隊起初的銅摻雜結(jié)構(gòu)是正確的,對于給定結(jié)構(gòu),理論也預(yù)測由于局域化的平坦能帶,該材料的基態(tài)將是磁性的。 
下面具體來看。 實驗部分,普林斯頓團隊的樣品與韓國團隊原始LK-99相比有更多的雜質(zhì)相,但可以把主相分離出來。 
分離后各成分,與之前X射線衍射實驗數(shù)據(jù)(黑色)對比較為一致。 
分離出來后的粉末,在顯微鏡下觀察是透明的。對光透明說明對電磁場沒有很強的吸收,所以更有可能不是導(dǎo)體。 
接下來,他們從頭開始進行形成能計算,并得到銅原子取代鉛需要的能量在熱力學(xué)上高度不利的結(jié)果(如下圖所示)。 
團隊還進行了聲子譜(Phonon Spectru)的從頭計算,發(fā)現(xiàn)未摻雜和銅摻雜的結(jié)構(gòu)都存在虛聲子模式,說明結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定。 
緊束縛模型(Tight Binding Model)計算結(jié)果表示,Cu在費米能級形成高密度平坦區(qū)。根據(jù)量子幾何學(xué)表明為強局域化態(tài),不利于形成超導(dǎo),更易導(dǎo)致磁性。 
相互作用哈密頓量(Interacting Hamiltonian )的計算結(jié)果也顯示該系統(tǒng)具有強電子關(guān)聯(lián)效應(yīng),有利于形成磁性,不利于超導(dǎo)。 
三種計算互為補充,都顯示該系統(tǒng)電子強關(guān)聯(lián)效應(yīng)明顯,不利于超導(dǎo)。 另外,當(dāng)探測銅摻雜結(jié)構(gòu)時,發(fā)現(xiàn)不同結(jié)構(gòu)的材料在15度處都出現(xiàn)了一個新的衍射峰,峰的強度會因陰離子的類型和Cu的摻雜位置而變化。 如果忽略這個峰,Cu?摻雜的Pb?Cu(PO?)?O與實驗數(shù)據(jù)的匹配程度最好,這表明存在Cu摻雜位置的結(jié)構(gòu)不確定性。 從這些模擬結(jié)果來看,作者對銅能有序摻雜進入磷灰石礦物結(jié)構(gòu)表示懷疑。 
在看過論文后,馬里蘭大學(xué)量子材料中心建議普林斯頓團隊后續(xù)測量樣品在低溫條件的性質(zhì)。 普林斯頓團隊表示未來會考慮。 
中科院物理所也發(fā)了論文最后再來總結(jié)一下目前LK-99復(fù)現(xiàn)/研究的最新進展。 研究方面,昨天北大團隊論文之后,中科院物理所北京凝聚態(tài)物理國家研究中心也發(fā)表論文。 在電阻率和磁化率中觀察到了急劇地“類超導(dǎo)轉(zhuǎn)變”和熱滯行為,然而沒有觀察到低于轉(zhuǎn)變溫度的零電阻率。 我們認為,LK-99中所謂的超導(dǎo)行為很可能是由于Cu?S在385K左右的一級結(jié)構(gòu)相變引起的電阻率降低,從β相到低溫下的γ相。

復(fù)現(xiàn)實驗方面,航天工程師老哥安德魯把15g樣品翻了個遍,也沒找到第三個有磁性反應(yīng)的碎片。 
目前已經(jīng)把自己的制備的樣品交給南加州大學(xué)跨學(xué)科小組進行后續(xù)實驗。 
另外,日本一家柔性印刷電路板領(lǐng)域的創(chuàng)業(yè)公司加入了實驗復(fù)現(xiàn)行列,創(chuàng)始人清水信哉表示: 我手頭的設(shè)備都全了,盡管出結(jié)果的概率極低也值得一試。后續(xù)報告時間不確定,請不要期待。

國內(nèi)方面,知乎賬號@胡豆也更新了最新進展:3個石英管進爐,準備升溫。 其中第三個還按評論區(qū)網(wǎng)友建議稍微改動了一下配方,并表示應(yīng)該是個持久戰(zhàn)。 
各個團隊的實驗/研究結(jié)果看下來,有人總結(jié)道: 現(xiàn)階段任何關(guān)于LK-99的生成都毫無用處,因為每個團隊合成的LK-99似乎都不同。必須對韓國團隊直接提供的樣本進行徹底的分析才行。

而據(jù)威廉瑪麗學(xué)院校報TheFlatHat最新消息,韓國團隊已向威廉瑪麗學(xué)院(LK-99論文作者之一金賢德教授所在的大學(xué))發(fā)送了一批LK-99材料,預(yù)計本月抵達,屆時就將與該校團隊開展分析。 普林斯頓論文: https://drive.google.com/file/d/1ekD2KVV_SUid2wH__o1ODS3hTl1GUFb5/view?pli=1 中科院物理所論文: https:///abs/2308.04353 參考鏈接: [1]https://twitter.com/SchoopLab/status/1689014160477261825 [2]https://twitter.com/floates0x/status/1689033398294388736 [3]https://news./item?id=37055514 [4]https:///about-flat-hat-news/
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