一组韩国研究人员（来自韩国量子能源研究中心）在预印本服务器 ArXiv 上传了两篇论文、报告了一种室温超导体：临界温度超过了水的沸点，最高达到400K（127摄氏度）。
7月22日，Sukbae Lee、Ji-Hoon Kim、Young-Wan Kwon三人合著的论文以“The First Room-Temperature Ambient-Pressure Superconductor”为题，先发表在了arXiv上。
7月22日晚些时候，Sukbae Lee、Jihoon Kim、Hyun-Tak Kim、Sungyeon Im、SooMin An、Keun Ho Auh六人合著的论文以“Superconductor Pb10−xCux(PO4)6O showing levitation at room temperature and atmospheric pressure and mechanism”为题，发表在arXiv上。
论文声称：在常压条件下，一种改性的铅磷灰石（文中称为LK-99，化学式写作Pb10−xCux(PO4)6O）能够在127℃以下表现为超导体。
合成之后的样品。在室温常压的环境下，一小片LK-99样品放在一块磁铁上，一端贴近磁铁，另一端自发抬升，仿佛受到了某种排斥力。
LK-99为灰黑色，与典型超导体的颜色相同。它具有三维网络结构，是一个被绝缘四面体结构PO4包围的圆柱形柱。由于LK-99中Cu2+离子的置换，导致体积减少了0.48%：因为Cu2+（87 pm）比Pb2+离子（133pm）小。
应力发生在网络部分，然后就导致了超导性的出现；同时，LK-99的EPR信号图证实了Pb和磷酸盐界面上存在量子阱（SQW）——与此前研究不同，LK-99的超导性源于 0.48% 的轻微体积收缩所导致的微小结构变形。
简而言之，LK-99之所以在室温和环境压力下表现出超导性，就是因为LK-99中，Pb2+离子的Cu2+离子置换所产生的应力没有得到缓解，同时又被适当地传递到了柱-柱界面上。这种适当的变形，在界面中产生了SQW，而不会产生弛豫。
掺杂Cu2+的 Pb10−xCux(PO4)6O的相图。IMT 是绝缘体到金属的转变，MIT 是金属到绝缘体的转变。IMT 和 MIT 遵循相同的概念，表示间隙-对数间隙转变。IST 是绝缘体-超导体转变（间隙-间隙转变），表示在同一间隙结构中电气特性的变化。
通过临界温度（Tc）、零电阻率、临界电流（Ic）、临界磁场（Hc）和迈斯纳效应，都可以证明LK-99的超导性。从以上实验数据可以判断，LK-99的临界温度在400K以上。
在论文的最后，研究者表示：所有证据都可以证明，LK-99是世界首个室温常压超导体。“我们相信，我们的新发展将是一个崭新的历史事件，为人类开辟一个新纪元。”
“LK-99 是研究室温超导难题的一种非常有用的材料。所有证据和解释都表明，LK-99 是第一个室温和常压超导体。LK-99 在磁铁、电机、电缆、悬浮列车、电力电缆、量子计算机的量子比特、太赫兹天线等各种应用领域都有很多可能性。我们相信，我们的新发展将是一个崭新的历史事件，为人类开辟一个新纪元。”
最近几天，物理学界见证了这份室温超导研究的问世；一时间，引起轩然大波。
虽然这一发现听起来很有希望，但必须谨慎对待这项研究。在被科学界广泛接受之前，还需要进一步的严格和独立验证。科学界必须复制实验和结果，以确认研究结果的可重复性和可靠性。
同行评审和该领域专家的审查也有助于验证研究中提出的主张。此外，研究人员还需要进行广泛的研究，以了解 LK-99 室温超导背后的基本机制。
在论文中，作者给出了详细的合成步骤。
(a) 具有混合功率的密封真空晶体管布局。(b)、(c)、(d)分别为兰氏石、Cu3P、Pb10−xCux(PO4)O（0.9<x<1.1）的热处理条件 (e)反应前所有成分预混合粉末，呈白色至浅灰色。(f)反应后密封样品图片，(g)样品从炉中取出过程，(h)密封石英管样品形状，(i)各过程中样品形状。
第一步，通过化学反应合成黄铅矿。将氧化铅和硫酸铅粉末以各 50% 的比例在陶瓷坩埚中均匀混合。将混合粉末在有空气存在的环境下，在 725 摄氏度的炉子中加热 24 小时。在加热过程中，混合物发生化学反应，产生黄铅矿。第二步，合成磷化亚铜晶体。将铜和磷粉末按照比例在坩埚中混合。将混合粉末密封在每克 20 厘米的晶闸管中，真空度为 10-3 次方托。将含有混合粉末的密封管在 550 摄氏度的炉子中加热 48 小时，在此过程中，混合物发生反应并形成磷化亚铜晶体。第三步，将黄铅矿和磷化亚铜晶体研磨成粉末，并在坩埚中混合，然后密封入晶闸管中，真空度为10-3次方托。将装有混合粉末的密封管在 925 摄氏度的炉子中加热 5- 20 小时。在此过程中，混合物发生反应并转化为最终材料。其中，硫酸铅中的硫元素在反应过程中蒸发了。不少研究者表示，这些步骤并不复杂，很多实验室都可以尝试复现——如果作者所说为真，那LK-99的材料在34个小时内就可以复现出来。也正是因为如此简单，这份研究才如此令人怀疑、许多人都感觉too good to be true：真就是“好的食材，往往只需要最简单的烹饪方式”？迄今为止，已经有多个实验团队表示正在复刻材料、静待超导再现。
在引来轩然大波的同时，也引发了很多质疑。例如，牛津大学的Susannah Speller和Chris Grovenor表示，当一个材料变成超导体时，会在很多实验中表现出明显的特征；然而，对于其中的两个特征：对磁场的响应和热容量，论文中的数据都未能进行有效证明。同时，论文在解释为何新材料可以在与之前完全不同的条件下成为超导时所用的理论模型，也受到了研究人员质疑。比如，论文只是用一个磁悬浮实验结果，来证明出现“迈斯纳效应”，并没有磁化率的数据——这是判断材料是否进入超导态的重要依据之一。知乎上也有不少业内人士对论文展开了分析。他们普遍持消极态度，对论文中的不少图片进行了打假。对于这些质疑，昨天，Hyun-Tak Kim在接受《New Scientist》采访时也承认了实验的些许不足：他对论文中出现“迈斯纳效应”进行了解释；按照他的叙述，虽然有视频证明出现了“迈斯纳效应”，但只有一个平面呈悬浮状，因此实际上只有一部分成为超导体。众所周知，arXiv上的论文都是未经过业界同行评审（peer review），且此前这个领域多次发生乌龙。但和往常一样，仅仅证明室温超导可以存在就已经是一个巨大的进步。事实上，根据论文复制实验应该很快，我们可以再等一等。超导现象最早于1911年由荷兰莱顿大学的H.K. Onnes研究团队发现——金属汞在4.2 K以下电阻突然消失为零，Onnes将其命名为“超导”，寓意“超级导电”。随后的百余年时间里，各类超导材料不断被发现，目前已知的超导材料有成千上万种，覆盖单质金属、合金、金属间化合物、过渡金属硫族化物/磷族化物甚至有机化合物等。超导体（如图所示的铜酸盐材料）可以驱逐磁场，使磁铁漂浮在其上方。超导材料因其绝对零电阻和完美的抗磁特性等特殊物理性质，几乎在所有电和磁相关的领域都有巨大的应用价值。
在过去的十年里，高压压缩技术主导了对高温超导性的探索。引领潮流的是以氢为主的合金的“化学预压缩”，证明了稀土氢化物LaH10和YH9在兆帕压力下接近水的冰点的关键超导转变温度（Tc）。
各类超导体发现的年代和临界温度，插图为典型的材料结构。来自：《中国科学》
经过37年的研究，铜氧化物、镍氧化物超导体是目前已知的超导转变温度突破液氮温区的非常规超导材料。
与高温超导不同，室温超导之所以重要，是因为它有可能彻底改变科学技术的多个方面。室温超导体最显著的优势之一是其前所未有的能源效率。传统的超导体需要在极低的温度下才能发挥作用，这使得它们的实际应用受到限制，而且能源密集。然而，使用室温超导体后，输配电系统的电阻几乎为零，因此能源损耗极小。此外，室温超导技术的出现还能为交通运输领域的突破性进步铺平道路，例如，高速列车可以在不使用大量能源的情况下行驶。此外，超导材料还可用于储能设备，为电网级储能和便携式电子产品提供高效、紧凑的解决方案。量子计算将是这项工作的直接受益者，有了室温超导技术，量子计算将变得更加实用和容易获得。大多数量子计算机都需要在接近绝对零度的超低温下运行，以尽量减少噪音。这种极度冷却的要求不仅在技术上具有挑战性，而且成本高昂，同时也限制了量子计算系统的可扩展性。室温超导体具有在环境温度下无阻力导电的能力，可以为量子比特提供稳定、可控的环境，而无需复杂的冷却系统。最早引起轰动的是在2017年，美国哈佛大学的 R. P. Dias和I. F. Silvera宣布在495 GPa下实现了金属氢，他们观测氢在压力不断增加过程中，从透明氢分子固体，到黑色不透明的半导体氢，最终到具有金属反光的金属氢，论文发表在《科学》杂志上。
正当业界一片欢呼，期待Dias和Silvera进一步测量金属氢是否有室温超导电性时，他们却在实验过程不小心打碎了金刚石，后面也没再重复实验。随之而来的，是一片质疑声，近500 GPa的高压技术虽然很难，但国际上仍有几个研究组是可以做到的，但他们却没有重复出来金属氢的实验结果。2020年10月14日，《自然》发表了题为《碳氢硫化物中室温超导电性》的论文，第一作者为E. Snider，通讯作者为 R. P. Dias——此时Dias已在美国罗切斯特大学任助理教授。论文的关键结果是C-S-H三元体系在267 GPa左右可以实现288 K左右的超导电性，对应温度为15℃。超导材料的Tc，被首次突破到0℃以上：距离室温300 K仅有一步之遥。然而，和Dias发表的金属氢那篇论文一样，这篇文章从发表当天开始，就遭到了科学界广泛的质疑。实验物理学家普遍认为“论文数据过于漂亮了，超导零电阻的转变非常陡峭，相关结果存在一系列的问题”，理论物理学家则觉得 “数据结果有悖基本物理”。
作为回应，Dias等人在2021在arXiv张贴论文给出了磁化率的原始数据以及背景扣除方法。
Dias等人公布的磁化率背景扣除方法以及质疑学者的分析甚至，更有学者对Dias等人所谓的原始数据进行了非常详细的分析，坚定地认为这些数据存在明显的“人造痕迹”：所谓的“超导信号”来自于一个分段函数加连续函数的叠加；所谓的“背景信号”存在人为构造的非随机噪音，而所谓“原始数据”就是两者相加的结果！他们用了“pathological”（不可理喻的）一词来形容Dias论文中的磁化数据结果。正是这篇论文，最终导致了Nature的编辑在2022年9月26日做出了撤稿的决定。
今年3月8日，在美国物理学学会(APS)的三月会议上，Ranga Dias正式提出在三元氢化物(N-Lu-H)中发现了室温条件下(1GPa/1000 MPa，20°C)超导性。此次会议上，实验团队报告了最近开发的新材料，其在接近环境条件下表现出超导性：这些化合物是在高压-高温条件下合成的，并表明环境超导性(ambient superconductivity)和应用技术的黎明已经到来。不幸的是，随后国内外很多团队都立刻尝试复现实验，却均宣告失败，质疑声铺天盖地。中科院物理所、南京大学团队都发表论文“打假”，表示没复现成功：二元镥氢化合物（Lu4H23），在71K（-202°C）、218GPa条件下实现超导转变，这一结果既不室温，也不近常压。今年6月，美国国家科学院院士又发表论文称：已初步复现结果；并指出，其他团队没有成功，是因为样本制备不当。如今，室温超导体革命正处于风口浪尖，此次一旦证真，毫无疑问将是一场诺奖级的世纪突破。相信要不了几天，这次的室温超导体究竟能不能复现，马上就能见得分晓。[1]https://arxiv.org/abs/2307.12008[2]https://arxiv.org/abs/2307.12037[3]https://mp.weixin.qq.com/s/8OUDNjZU_oECYv65OKn7XA[4]https://mp.weixin.qq.com/s/tXhcULZan2bMGJ2uUHqNCw[5]https://mp.weixin.qq.com/s/kQNs5WaU39e-bIlri6Wj4Q[6]https://thequantuminsider.com/2023/07/26/researchers-claim-they-developed-a-room-temperature-superconductor/每周一到周五，我们都将与光子盒的新老朋友相聚在微信视频号，不见不散！