南京大学团队出手 ，8天即推翻室温超导新研究？

“这(zhè)个(gè)结论肯定是南京(shì)推翻了(le) ，毋庸置(Set)疑的大队出(de)。” 南京(Beijing)大(dà)学超导物理和(hé)材料研究中(zhōng)心主(zhǔ)任闻海虎对(duì)《中(zhōng)国(guó)科学报》说出(chū)这(zhè)句话的学团新研二年级防溺水手抄报文字(de)时候，语气足够坚决 。ū手室温

“这(zhè)个(gè)结论”，天即推翻指的超导(de)就(jiù)是(shì)当下大(dà)火(fire)的(de)美国(guó)罗切斯特大(dà)学Ranga Dias团队的(de)室温超导研究 ，他(tā)们宣称自己研发(fā)的南京(de)一(yī)种镥氮氢材料在(zài)近1万个(gè)大(dà)气压（1 GPa）下实现了(le)室温超导 。

3月15日 ，大队出闻海虎团队在(zài)预印本网站arXiv提交了(le)一(yī)篇包(Bag)括9个(gè)作(zuò)者、学团新研长达16页的ū手室温(de)研究论文，题目是天即推翻(shì)“氮掺杂氢化镥（LuH2±xNy）近环境条件下不(bú)存在(zài)超导性”，直截了(le)当否定了(le)Dias的超导(de)研究结论。论文结论称，南京“我(wǒ)们的大队出(de)实验清楚地(dì)表明，从环境压力到(dào)6.3 GPa，学团新研温度低至10K（约-263摄氏度） ，二年级防溺水手抄报文字镥氮氢材料LuH2±xNy中(zhōng)不(bú)存在(zài)超导性 。”

这(zhè)距离Dias的(de)研究发(fā)布只有(yǒu)8天
，如果实锤 ，Dias将会(huì)再次被打脸 。

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闻海虎团队论文截图

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闻海虎 图源：南京(Beijing)大(dà)学

3月7日 ，当看见Dias在(zài)美国(guó)物理学会(huì)会(huì)议上(shàng)的(de)报告结果，闻海虎火(fire)速安排重复实验 ，“我(wǒ)们的(de)初步样品也(yě)很快出(chū)来了(le) ，后来又做了(le)一(yī)些调(Tune)整” 。

为(wéi)何效率如此之高？闻海虎称 ，这(zhè)是(shì)他(tā)们团队加班加点、多位成(chéng)员共同(tóng)努力的(de)结果。事实上(shàng) ，这(zhè)个(gè)复刻实验“难度不(bú)是(shì)很大(dà)”，“但是(shì)测量起来还是(shì)有(yǒu)难度的(de)”
，因为(wéi)需要(yào)精细(thin)的(de)信号 ，而数据分(fèn)析也(yě)还是(shì)有(yǒu)难度的(de)
，幸好“我(wǒ)们平时有(yǒu)很好的(de)积累”。

实验并非完全的(de)复刻 。闻海虎发(fā)现 ，Dias给的(de)制备样品材料方案几乎不(bú)可(kě)行，于(yú)是(shì)他(tā)们结合自己的(de)条件，完全以(yǐ)新的(de)方式进行合成(chéng)并得到(dào)了(le)镥氮氢材料。经X射线衍射仪技术检查(check)后，该(Should)材料结构与Dias的(de)样品几乎一(yī)致，且能量色散X射线光谱仪分(fèn)析也(yě)发(fā)现了(le)氮元素。

闻海虎团队随即在(zài)6万个(gè)大(dà)气压以(yǐ)下的(de)不(bú)同(tóng)压力中(zhōng) ，对(duì)该(Should)材料电阻进行了(le)测量，发(fā)现低至10K都没有(yǒu)超导发(fā)生(shēng) 。同(tóng)时，他(tā)们也(yě)进行了(le)仔细(thin)的(de)磁化测量，发(fā)现没有(yǒu)超导所需的(de)抗磁信号。闻海虎说，这(zhè)些发(fā)现足以(yǐ)否定Dias的(de)常温低压下的(de)超导结论
。

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闻海虎团队的(de)镥氮氢材料的(de)光学显微镜图像显示 ，在(zài)不(bú)同(tóng)压力下未能重现Dias实验中(zhōng)材料颜色自粉色到(dào)红(red)色的(de)转换。

因为(wéi)Dias并没有(yǒu)说明其研究材料中(zhōng)的(de)氮含量，目前只能以(yǐ)材料结构来讨论。闻海虎说，尽管样品中(zhōng)氮含量或许会(huì)有(yǒu)所不(bú)同(tóng) ，但是(shì)材料结构一(yī)样 、3种元素兼具，这(zhè)个(gè)情况下要(yào)有(yǒu)超导就(jiù)应该(Should)产生(shēng)了(le)，“不(bú)能说那一(yī)点成(chéng)分(fèn)的(de)改变会(huì)决定超导或不(bú)超导”。

为(wéi)什么Dias的(de)制备样品方案不(bú)可(kě)行呢？Dias的(de)方案是(shì)
，用两个(gè)小金刚石对(duì)着微腔中(zhōng)的(de)镥 、氮气和(hé)氢气在(zài)65摄氏度下加压到(dào)1万个(gè)大(dà)气压
。闻海虎分(fèn)析说 ，Dias的(de)材料制备方法存在(zài)明显的(de)不(bú)合理性，65度太低，这(zhè)个(gè)温度下能产生(shēng)金属(Subordinate)和(hé)氮气、氢气的(de)反应是(shì)不(bú)可(kě)思议的(de)
。

闻海虎说，Dias可(kě)能给了(le)一(yī)个(gè)错误的(de)条件，或许是(shì)温度少了(le)一(yī)个(gè)“0” ，“除非用激光加热，否则很难做出(chū)来”，然而Dias并没有(yǒu)提到(dào)激光  。闻海虎团队采用了(le)高温高压炉来烧 ，很快就(jiù)得到(dào)了(le)镥氮氢材料 。

闻海虎考虑到(dào)了(le)更严(strict)谨的(de)情形。他(tā)说 ，这(zhè)个(gè)材料在(zài)几十万大(dà)气压是(shì)否会(huì)出(chū)现高温超导，还不(bú)能下结论，“我(wǒ)们也(yě)正在(zài)做” 。

从1968年(nián)到(dào)今天
，物理学家一(yī)直在(zài)研究从氢气到(dào)富氢化合物这(zhè)类与氢有(yǒu)关的(de)超导属(Subordinate)性，包(Bag)括硫化氢、稀土氢化物和(hé)碱土氢化物可(kě)以(yǐ)在(zài)超过200K的(de)温度下转变为(wéi)超导态。

Dias团队这(zhè)次将氢化镥中(zhōng)的(de)部分(fèn)氢换成(chéng)氮  ，并宣称在(zài)1 GPa、20摄氏度的(de)最高转变温度下测量到(dào)了(le)超导 。如果证实 ，这(zhè)将是(shì)史无前例的(de)一(yī)大(dà)步。

此前 ，中(zhōng)国(guó)科学院物理研究所研究员靳常青在(zài)接受《中(zhōng)国(guó)科学报》采访时 ，提及Dias这(zhè)次研究的(de)几个(gè)存疑的(de)细(thin)节 ，包(Bag)括合成(chéng)样品结构不(bú)清楚 、氢的(de)含量太低（与之前发(fā)现的(de)富氢超导体迥异）。

为(wéi)何氢的(de)含量如此重要(yào) ，这(zhè)与学界对(duì)超导的(de)一(yī)种固有(yǒu)认识(knowledge)有(yǒu)关。一(yī)般而言
，超导材料中(zhōng)氢含量越高 ，其超导转变温度越高 。

计算化学家、美国(guó)加州州立大(dà)学北岭分(fèn)校副教授苗茂生(shēng)告诉《中(zhōng)国(guó)科学报》 ，对(duì)于(yú)富氢超导体和(hé)低氢超导体，二者“是(shì)完全两个(gè)不(bú)同(tóng)的(de)系统”，Dias的(de)结论颠覆了(le)已有(yǒu)的(de)认识(knowledge)。比如“LaH10”（十氢化镧）超导转变温度为(wéi)零下13℃，已经很高；而Dias的(de)镥氮氢材料中(zhōng)，镥:氢摩尔比不(bú)到(dào)3，远远低于(yú)十氢化镧，其超导转变温度却(but)高于(yú)十氢化镧
。

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苗茂生(shēng) 图源 ：加州州立大(dà)学北岭分(fèn)校

苗茂生(shēng)说
，很难想象Dias的(de)镥氮氢材料会(huì)成(chéng)为(wéi)一(yī)个(gè)电声子耦合超导。基于(yú)电声子耦合理论计算得出(chū)，这(zhè)个(gè)材料的(de)超导转变温度应该(Should)在(zài)十几K。

他(tā)提示说
，高压实验是(shì)非常难做的(de)实验
，样品特别小，合成(chéng)条件又很难达到(dào)非常均匀，加上(shàng)信号测量的(de)噪音就(jiù)会(huì)非常大(dà)，这(zhè)些都是(shì)容易(easy)产生(shēng)误判的(de)因素。

除了(le)闻海虎团队，近期还有(yǒu)数篇有(yǒu)关氢镥材料的(de)类似研究发(fā)表  。

更早的(de)研究来自靳常青团队。3月9日 ，他(tā)们在(zài)arXiv发(fā)表研究称 ，多氢化镥在(zài)218 GPa的(de)压力下超导转变温度为(wéi)71K（约-202摄氏度）；当压力释放到(dào)181GPa时，超导转变温度降低到(dào)65K（约-208摄氏度）。这(zhè)些超导转变温度都远远低于(yú)室温。

中(zhōng)国(guó)科学院物理研究所研究员程金光团队于(yú)3月12日在(zài)arXiv发(fā)布了(le)另一(yī)项研究，尽管他(tā)们的(de)材料没有(yǒu)添加氮元素 ，然而他(tā)们在(zài)高达7.7 GPa的(de)压力下对(duì)二氢化镥测量表明，温度低至1.5K（约为(wéi)-272摄氏度）时没有(yǒu)超导性。

值得关注的(de)是(shì)，Dias的(de)两次“前科”让人(rén)无法对(duì)其研究放心。可(kě)测试  、可(kě)重复性和(hé)透明度是(shì)科学研究具有(yǒu)可(kě)信度的(de)重要(yào)因素 。Dias此前的(de)两次重要(yào)研究，包(Bag)括发(fā)表在(zài)《科学》杂志上(shàng)的(de)金属(Subordinate)氢研究和(hé)在(zài)《自然》杂志发(fā)表的(de)碳氢硫超导研究
 ，均未具备这(zhè)些因素。

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Dias 图源 
：罗切斯特大(dà)学

《自然》杂志也(yě)注意到(dào)Dias的(de)过往 。靳常青和(hé)美国(guó)伊利诺伊大(dà)学香槟分(fèn)校的(de)David Ceperley在(zài)该(Should)期刊发(fā)表评论文章称，因为(wéi)Dias关于(yú)碳硫氢化物高温超导的(de)论文被撤回，那么对(duì)其最新研究的(de)独立测量数据将有(yǒu)助于(yú)消除疑虑 。

苗茂生(shēng)也(yě)提醒说，既然《自然》杂志接受了(le)Dias的(de)工(gōng)作(zuò)，那么就(jiù)要(yào)严(strict)肃地(dì)讨论它 ，如果要(yào)否定他(tā)的(de)工(gōng)作(zuò)就(jiù)需要(yào)更多的(de)证据和(hé)重复性验证
，后续应该(Should)会(huì)有(yǒu)多个(gè)验证实验很快发(fā)表
。

参(Ginseng)考：

https://mp.weixin.qq.com/s/rk8psZLFWP7I6IyMkr2nPQ

https://mp.weixin.qq.com/s/bSQ_BvGcB4nUJppVr5u26g

https://news.sciencenet.cn/htmlnews/2023/3/495960.sht

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