中科院物理研究所LK-99复现结果：韩国原论文的“超导转变”来源于Cu2S杂质的结构相变

今天又看到了中科院物理研究所的实验研究组针对LK-99的复现结果，原论文见：https://arxiv.org/ftp/arxiv/papers/2308/2308.04353.pdf

其测量结果非常简单，首先看一下韩国组原论文中宣称测到的超导转变，如图1所示（https://arxiv.org/ftp/arxiv/papers/2307/2307.12037.pdf）。可以看到其在105摄氏度附近发生了一个明显的电阻骤降，由此该组宣称他们发现了远超室温的超导体。

来自物理所的研究组针对该结果进行了一个有趣的对照性复现。需要注意的是，无论是原论文还是现在所有的实验研究报告中，得到的LK-99都不纯，而是含有一定的Cu2S杂质。为了检验Cu2S在电阻测量中可能产生的影响，该研究组首先使用纯的Cu2S进行了电阻测量。测量结果如图2所示，可以看到，纯的Cu2S在380K（也就是105摄氏度）观察到了一个锐利的电阻骤降，同时，如图2 （b）所示的升降温测量中出现了明显的滞回曲线，这表明引发Cu2S中电阻骤降的相变为一一级相变，而非超导转变这种典型的二级相变。在对数坐标的尺度下，我们可以看到Cu2S的电阻值在低温会再次回升，需要注意的是，韩国组原论文进行的电阻测量温度始终高于室温（二十摄氏度左右）。而物理所研究组测到的电阻回升范围一直从零下几十度延伸到接近绝对零度（2K）。由于明显的温度对应和电阻骤降的特征，该研究组认为原论文中观察到的所谓“超导转变”其实是Cu2S杂质的一级结构相变。

而后该研究组又进行了LK-99和Cu2S混合物的电阻测量，他们测量了两组样品S1和S2，根据原文中粉末XRD的测量结果，在S1中LK-99占大多数，而在S2中LK-99的比例则更小，含有更多的Cu2S。如图3所示，对这两组混合样品的电阻测量发现，在S2中可以看到比较明显的电阻骤降，发生在约380K，而在S1中，该电阻变化非常微弱，不过在图3（d）中通过放大也可以勉强看到。同时，LK-99的引入使得电阻在低温骤然上升。由此该实验组做出结论，在韩国原论文中所观察到的“超导转变”很可能只是Cu2S杂质结构相变引起的绝缘体-金属相变，这是一个非常无聊的现象。为了排除乌龙，该组建议韩国组利用原始样品进行升降温的电阻测量，如果测到了明显的滞回现象，则表明他们的相变就是一个一级结构相变。同时，韩国组可能也需要展示一直延伸到2K的电阻数据。