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南京大学教授闻海虎团队提交论文质疑美国“室温超导”研究

电子工程专辑讯 沸沸扬扬的美国罗切斯特大学的物理学家Ranga Dias及其团队在2023年美国物理会议上报告的镥-氮-氢(Lu-N-H)材料“21℃室温超导”论文,经历了多重复刻,在8天左右被南京大学物理学系教授闻海虎团队公开推翻。

3月15日,闻海虎团队在预印本网站arXiv提交了一篇包括9名作者、长达16页的研究论文,该论文结论称,“我们的实验清楚地表明,从环境压力到6.3GPa,温度低至10K(约-263摄氏度),镥氮氢材料LuH2±xNy中不存在超导性。”

据了解,闻海虎在3月7日看见Dias的报告结果后就对实验进行重复,根据闻海虎表示,实验并非完全复刻,因为根据Dias提供的制备方案几乎不可行,他们结合了自己的条件,完全以新的方式进行合成并得到了镥氮氢材料。X射线衍射仪技术检查显示,该材料结构与Dias的样品几乎一致,且能量色散X射线光谱仪分析也发现了氮元素。

先说说为什么Dias提供的制备方案不可行。根据Dias的方案是,用两个小金刚石对微腔中的镥、氮气和氢气在65℃下加压到1万个大气压。闻海虎认为,65℃太低了,在这个温度下让金属和氮气、氢气产生反应是很难的,甚至是不可思议的。

闻海虎认为,Dias可能提供了一个错误的条件,或许是温度少了一个“0”,除非用激光加热,否则这个实验是很难做出来的。闻海虎团队采用了高温高压炉进行加热的条件下,得到了镥氮氢材料。

得到镥氮氢材料后,闻海虎团队又在6万个大气压以下的不同压力中,对该材料电阻进行测量,发现温度低至10k都没有发生超导现象。同时,他们也没有发现超导所需的抗磁信号。闻海虎表示,这些发现足以否定Dias的常温低压下的超导结论。

因为判断一个材料是否具有超导性的依据是,该材料是否同时具有零电阻和完全抗磁性。零电阻意味着电流可以在没有能量损耗的情况下流过材料,完全抗磁性意味着超导体可以排斥外部磁场,使得磁感应强度在超导体内部为零。

而当时Dias的压强条件只需要1万个大气压就可以,从6个大气压复刻到1万个大气压做实验条件都难以发现该材料的超导性,确实很让人质疑。当时在2023美国物理学会会议上,Dias的报告现场中所提供的报告也是诸多疑点,比如这张介绍在近环境压力下发现室温超导性中,在近1GPa压强下,材料接近21℃温度条件下是实现了超导性,不过随着压力继续增大,材料实现超导的温度数值变低….

图源:周华@aps。图2:介绍在近环境压力下发现室温超导性。

尽管Dias没有说明镥氮氢材料中氮含量,闻海虎以材料结构来对该现象进行讨论,他认为,尽管样品中氮含量或许会有所不同,但是三种元素兼具、材料结构一样的情况下,如果真的有超导性也应该发生了,不可能因为一点成分的改变就影响材料不具备超导性能的结果。

除此之外,闻海虎还表示,这个材料在几十万个大气压下是否会出现高温超导还不能下结论,“我们也正在做”。

根据南京大学师资介绍,闻海虎是南京大学物理学系的教授,担任的课程是教授课程《超导物理和器件》,大四和研究生合并课程,双语教学,40学时。

来源南京大学师资公开信息

闻海虎出生于1964年8月,现任南京大学教授,长江学者特聘教授, 美国物理学会会士(APS Fellow)。闻海虎的研究领域是努力探索合成新型超导材料;利用电输运,热力学,精密磁化和扫描隧道谱手段研究新型非常规超导体机理和磁通态物理;研究非常规电子态材料和物理性质,尤其关注具有非费米液体行为和量子临界特性的材料。闻海虎的生平如下:

闻海虎主要从事高温超导材料和物理问题研究,获得一批研究成果。2000年获得中国青年科技奖,2004年因高温超导体磁通动力学研究获得国家自然科学二等奖(名列前茅完成人),2009年因为铁基超导研究的贡献获得香港求是科技基金会“求是杰出科技成就集体奖”,2010年获得海外华人物理学会颁发的亚洲成就奖,2013年因为在铁基超导研究方面的贡献获得国家自然科学一等奖(第四完成人)。在包括Nature Physics, Nature Communications在内的SCI 杂志上发表论文 290 余篇, 他人引用超过5000次,h-index 41,在国内外重要学术会议上作邀请报告90余场。目前任Physica C, Philosophical Magazine,Chinese Physics Letters,《中国科学G辑》,《物理学进展》和《中国材料进展》等杂志的编委。

文章来自:https://www.eet-china.com/

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