韓國最近的“室溫超導”靠譜嗎?
文章來源: 阿留2023-07-28 10:29:36

先說一點個人判斷:根據已有的數據,他們觀察到的很可能是金屬-絕緣體相變,而非超導相變,即127攝氏度以下是個金屬,但也不是很好的金屬,因為電阻率不夠低;127度以上電阻率陡增,可以在某種意義上稱為“絕緣體”,但也不是很好的絕緣體。

首先吐槽一下他們電阻率隨溫度變化的數據。如下圖所示,在達到所謂的“超導轉變”溫度之後,電阻率僅僅降低到了1e-3 歐姆*厘米的水平,也就是僅僅相當於重摻雜半導體的水平,比良好的導體如銀銅金鋁還高3個量級!縱軸的單位居然大到1e-2 歐姆*厘米的水平, 如果上述那些常見金屬放到同一張圖裏,看上去更是妥妥的“超導體”,而且會貌似臨界溫度遠大於100攝氏度,哈哈。

https://arxiv.org/ftp/arxiv/papers/2307/2307.12037.pdf 

再看0到40度以及60度到90度,電阻率隨著溫度增高而線性增加,這是典型的普通金屬的性質。有些數據點甚至要出現樂負值,如45度左右。如果把數據延申到0攝氏度以下,怕是也要出現負值,讓人懷疑是扣除背底的時候玩大樂!

因此綜上所述,從電學數據看,這個一個強度不太高的金屬-絕緣體相變。

 

再看磁學性能。這裏解釋個概念,叫做“抗磁性”。大家知道,磁鐵是同性相吸異性相斥,而抗磁性的物質則是永遠和磁鐵相排斥。其實水就是這樣的材料,用比較強的磁鐵,大家肉眼可見磁鐵可以排斥水,如下麵這個視頻。看到磁鐵用斥力壓彎水麵了嗎?

由於生物的體內70%是水,因此你我其實也是抗磁的。因石墨烯獲得諾獎的Geim教授,周五經常和組裏做些有趣而無用的實驗,用磁場的斥力懸浮青蛙和昆蟲就是這些實驗之一:

超導體在達到臨界溫度以下,不但電阻率突降為0,也會突然出現完美的抗磁性,而之前是不會被磁鐵排斥的。因此不但電阻率,連磁導率也會出現突變。人們通常用同時出現這兩個轉變來鑒別是否是超導體。

而韓國這篇文章呢,電阻率有陡變,但不為0,127攝氏度以下更像普通金屬;磁導率則是連突變都木有!更重要的是,這個材料高溫下已經是抗磁性了(磁導率為負值),降低溫度時出現一個連續而緩慢,橫亙100度的變化,根本不像超導。以前人們在金屬-絕緣體相變中觀察到類似的緩變抗磁性(https://journals.aps.org/prb/pdf/10.1103/PhysRevB.37.5522  ),兩相對比,加上電學性質的數據,幾乎坐實了這是金屬絕緣體相變,而不是超導相變。

(韓國”超導“論文中磁化率隨溫度變化)

 

當然,我也希望我錯了,如果室溫超導出現,那是造福人類的大好事。但是從目前的數據看,怎麽都不像啊。:)

祝大家周末吃瓜愉快。