北京
2023年7月22日韩国高丽大学Sukbae Lee等人宣称在Pb10-xCux(PO4)6O (0.9LK-99。
室温超导体在电力传输、强磁场和信息等领域都具有巨大应用前景，可能导致能源领域的重大变革，甚至引起新的工业革命。因此LK-99不仅受到科研工作者的关注，也吸引了众多非专业人士的讨论，在社交媒体上被争相报道。随后，若干科研团队尝试重复LK-99的实验，然而，没有任何人观测到完全抗磁性(也称迈斯纳效应)和零电阻行为。最神秘的是电阻率急剧下降的原因是什么，是否和超导电性有关系。
图1 (A) Cu2S正常坐标电阻随温度的变化关系 (B) Cu2S对数坐标电阻随温度的变化关系
中国科学院物理研究所/北京凝聚态物理国家研究中心极端条件实验室EX1组的研究生朱世林，吴伟、李政副研究员和雒建林研究员对韩国团队的论文进行仔细分析，发现其制备方法导致LK-99中存在大量Cu2S杂质。Cu2S在400K附近会发生结构相变，从高温六角相变为低温下的单斜相，Cu2S的电导以及热膨胀系数在相变温度会发生明显的变化，因此猜测LK-99的超导电阻陡变行为可能是杂质Cu2S导致。他们测量纯Cu2S发现在400K附近电阻率变化3-4个数量级，与LK-99中所谓的超导行为相似。然而这种结构相变为一级相变，在升降温测量时能会有迟滞行为，这与二级相变的超导转变完全不同。
图2 (A)S2正常坐标电阻随温度的变化关系，与LK-99电阻几乎一样 (B)S2相变附近放大图 (C)S1正常坐标电阻随温度的变化关系，(D) S1相变附近放大图该工作解开LK-99“室温超导”之谜。
为了重复韩国团队LK-99的实验，他们又制作了含不同Cu2S杂质的LK-99样品，样品S1 (LK-99含5%的Cu2S)和S2 (LK-99含70%的Cu2S)，发现它们的电阻都在所谓的超导转变处发生变化，其中S2样品与韩国团队报道的行为高度相似。他们在电阻和磁化率测量中都观测到了迟滞行为后，磁化曲线也是标准的弱抗磁行为。这些都和超导行为完全不同，因此断定LK-99中观察到的电阻下降行为起源于Cu2S的一级结构相变，而LK-99并非室温超导体。
图3 (A) S2样品磁化率随温度的变化 (B) S2样品M-H曲线
相关文章作为特邀约稿，发表于最新一期Matter杂志，标题为“First order transition in LK-99 containing Cu2S”。链接DOI: 。
，， News, 等多家媒体对该工作进行了报道。相关工作得到了中国科学院、国家自然科学基金委和科技部项目的支持。
编辑：悦悦
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