LK-99 最新進展，普林斯頓大學 Schoop Lab 復現(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，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注。即將到普林斯頓任化學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，他們在復雜晶體“生長”和電子理論領域都是頂尖水平。

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)：

• 按照（韓國團隊）描述的流程合成出樣品，是多相的。

• 其中核心材料磷灰石單晶是可分離且透明的。用單晶 X 射線衍射法（SXRD）分析與已發(fā)布的樣品粉末模式一致。

• 根據(jù)形成能計算，在鉛原子位點摻雜銅似乎不可行。

另外，即使假設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)量子幾何學表明為強局域化態(tài)，不利于形成超導，更易導致磁性。

相互作用哈密頓量（Interacting Hamiltonian）的計算結(jié)果也顯示該系統(tǒng)具有強電子關聯(lián)效應，有利于形成磁性，不利于超導。

三種計算互為補充，都顯示該系統(tǒng)電子強關聯(lián)效應明顯，不利于超導。

另外，當探測銅摻雜結(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的碎片。

目前已經(jīng)把自己的制備的樣品交給南加州大學跨學科小組進行后續(xù)實驗。

另外，日本一家柔性印刷電路板領域的創(chuàng)業(yè)公司加入了實驗復現(xiàn)行列，創(chuàng)始人清水信哉表示：

我手頭的設備都全了，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)威廉瑪麗學院校報 TheFlatHat 最新消息，韓國團隊已向威廉瑪麗學院（LK-99 論文作者之一金賢德教授所在的大學）發(fā)送了一批 LK-99 材料，預計本月抵達，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://arxiv.org/abs/2308.04353

參考鏈接：

• [1]https://twitter.com/SchoopLab/status/1689014160477261825

• [2]https://twitter.com/floates0x/status/1689033398294388736

• [3]https://news.ycombinator.com/item?id=37055514

• [4]https://flathatnews.com/about-flat-hat-news/

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總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的「更可能是磁体！」普林斯顿 LK-99 研究支持北大结果，38 页论文提出铜替代铅或不可行的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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