一切都结束了吗？ LK99只是一种铁磁材料，而不是超导体。北京大学等研究论文已发布

“可惜，一切都结束了。”

迄今为止，韩国多项关于室温超导再现的研究显示的关键指标之一就是观察到该材料在常温常压条件下在永磁体的磁场中处于半杠杆状态。

尽管观察表明一些样品中存在室温迈斯纳效应，但这种悬浮只能被认为是“半程”，因为一些样品仍然与支撑表面接触。事实上，超导体最重要的两个特性——迈斯纳效应和零电阻，尚未在已知的定量测量中得到充分论证和再现，这增加了验证LK-99是否是真正的室温超导体的难度。肯定。

今天，北京大学量子材料科学中心（ICQM）的郭凯臻、贾爽等人向预印本平台arXiv提交了一篇论文，认为他们团队试图合成的LK-99样品不具有超导性。

长期关注室温超导的推特博主Alex Kaplan今天早上关注了这篇论文，认为室温超导的结果已经基本尘埃落定。 “根据北京大学的最新研究，LK-99很可能只是一种铁。磁性材料，这解释了它的悬浮特性。”

与此同时，马里兰大学凝聚态理论中心CMTC也表示，“怀着极大的悲伤，我们现在相信游戏已经结束了。LK-99不是超导体，即使在室温（或很低的温度）下也是如此。”这是一种电阻非常高的劣质材料，与事实抗争是没有意义的。”

接下来我们就来看看论文是怎么说的。

论文：《Ferromagnetic half levitation of LK-99-like synthetic samples》

论文链接：https://arxiv.org/abs/2308.03110

论文详情

在这项工作中，研究人员成功合成了类似LK-99的多晶样品，并在一些小片中观察到磁半悬浮现象。利用粉末X射线衍射和能量色散X射线光谱，他们验证了样品成分与韩国团队的工作一致。国内团队成员在没有假设的情况下测量了生长样品的磁化强度和电阻，并分析了它们的特性。

北京大学研究人员表示，虽然一些磁化测量表明样品在小磁场中可能具有抗磁性，但这种抗磁性响应随着磁场的增加而增强（达到对抗重力的悬浮程度）尚未得到证实。应该指出的是，抗磁性在许多绝缘体中普遍存在，并不等同于迈斯纳效应。在一些铁磁系统中，当外部磁场的方向与材料的内部磁化方向相反时，可以检测到在非常小的磁场下看似反磁性的信号。

研究人员对不同成品进行的磁化测量揭示了软铁磁元件的普遍存在，其特征是在与场相关的磁化中存在小的磁滞回线。具体来说，在100 K（不显示半悬浮）下测量的与场相关的磁化曲线可以被视为铁磁和线性抗磁行为的叠加。

然而，在确实表现出半悬浮状态的小而薄的样品中，尽管仍然观察到10 Oe 的小抗磁信号（与其他工作的报告一致），但抗磁响应很快被更高强度所取代。基于对与小样本相关的形状各向异性的观察和分析，研究人员将半悬浮归因于样本对强外部场的铁磁响应。

此外，正如之前的其他研究报道的那样，北京大学试图复制的样品的电阻没有表现出任何超导特性。相反，观察到的半导体特性与其他报告一致。

图1：样品的X 射线衍射图。可以看出，峰值位置与韩国研究中的几乎相同。

图片S1：北京大学生产的Pb10xCux (PO4) 6O 生长产物。

测量了非半悬浮样品S1的磁化强度，当外磁场为10 Oe时，磁化强度与温度（M-T）的FC和ZFC曲线均呈现出正磁矩并出现明显的分支。当磁场增加到10 kOe 时，FC 和ZFC M-T 曲线保持正值并重合，如图2b 所示。

FC 和ZFC 曲线中的分支形态通常出现在铁磁材料、自旋玻璃材料和超导体中，其中自旋玻璃态在较低温度下更常见。

图2：样品S1 的磁化。

这一观察促使我们承认铁磁成分的存在。为了进一步探索这一点，研究人员在100 K 和300 K 下进行了场相关磁化强度测量，如图2c 所示。外部磁场从0增加到70 kOe，然后从70 kOe减少到- 70 kOe，最后再次从- 70 kOe增加到70 kOe。在两种温度下都观察到类似的行为。当磁场从0增加到1500 Oe时，磁化强度随着磁场的增加而增加，然后磁化强度随着磁场的增加几乎线性减小，甚至变成负值。

这种现象表明样品S1中存在大量绝缘成分。仔细检查低场数据后，出现了清晰的磁滞回线（图2d），进一步证实了铁磁相的存在。

尝试简单地从测量数据中减去M-H的线性抗磁部分，以100 K为例（图3）。减去抗磁背景后，剩余部分表现出高于20 kOe 的典型饱和度。将一些抗磁性材料与样品S1 进行比较。减去的抗磁化率( -2 10^6 emu/g) 大于铋( -1.6 10^6 emu/g) 和水( -10^7 emu/g)，但小于铋热解碳（ -4 10^6 emu/g），表明这部分不是来自超导。

图3：样品S1 在100 K 时的场相关磁化强度（黑色曲线）。

图S3：实时演示样品S2 对称重纸下方永磁体的响应。

图4：样品S2 的磁化。

图5：样品S3 的磁化。

然而，在ZFC 测量M-T 之前，研究人员在100 K 下测量了场相关磁化强度，见图5 (b)。随着磁场从0 增加到1500 Oe，磁化强度从负增加到正。图5(c) 中的黑色曲线是该过程的放大图。与样品S1和S2不同，当磁场增加到1500 Oe以上时，磁化强度不会随着磁场的增加而减少，而是以较低的斜率增加。

据信，今天出现在arXiv 上的这篇论文似乎让物理学界越来越难以假设有关LK-99 欺诈的“无罪推定”。

除了北京大学的研究外，南洋理工大学和印度国家物理实验室（NPL）也提交了论文，均表示制备的LK-99并未被发现具有超导特性。