《Nature》发文！南大团队推翻美国“室温超导”最新研究成果

近日，南京大学物理学院闻海虎教授团队领衔在全球顶级科研期刊《Nature》上发表了题为“Absence of near-ambient superconductivity in LuH2±xNy（LuH2±xNy在近常压下无超导电性）”的研究论文，否定了美国罗切斯特大学研究团队提出的镥-氢-氮化合物中的室温超导现象。

2023年3月7日，美国罗切斯特大学的Ranga Dias副教授团队在美国物理学会的三月大会上宣布，在一种掺氮的镥氢化物中发现近常压下的室温超导。该结果于3月8日在《Nature》杂志在线发表出来，迅速引起了全球学术界，甚至是产业界的极大关注。

南京大学闻海虎教授团队基于长期积累的技术手段和经验，创新性地利用高温高压合成手段，成功制备出来结构与罗切斯特大学报道一致的镥-氢-氮材料，并且利用本组具备的高压下电阻和磁化精密测量技术，证明了该材料即便在40万大气压下，温度低至2K也没有观察到超导现象。该重要结果于2023年5月11日在《Nature》杂志以Regular Article的形式在线发表。

当刚刚知晓罗切斯特大学的结果后，南京大学团队发现原文中提供的样品制备温度过低，因此他们基于本组具备的高温高压合成技术和长期摸索的在高压下的氢化技术，迅速确定了自己的合成方案，并很快制备出来这种镥-氢-氮材料。通过多种手段测量，说明了南京大学团队合成的这种镥-氢-氮化合物与罗切斯特大学样品的结构是一致的。

下一步是检验其超导电性是否存在。他们开始测量高压下的电阻随温度的变化，发现在10K以上，6万大气压下是没有超导零电阻现象的。紧接着，他们又测量了更高压力诱导的材料颜色演化和电阻随温度的变化。其结果表明虽然罗切斯特大学研究组报道的样品颜色变化是可以重复的，但并没有超导零电阻现象的出现。

△ 镥-氢-氮材料在压力下的颜色（a）和电阻-温度曲线（b）的演化规律

为了进一步探明该类材料中有没有超导电性，还需要从另外一个角度，即迈斯纳抗磁特性方面得到证据。经过研究，电阻和磁化测量数据足以说明该镥-氢-氮材料中不存在近常压的室温超导。

△ 镥-氢-氮样品的磁矩随温度和磁场的演变

尽管南京大学团队的工作只是对罗切斯特大学近常压室温超导的否定，但是其意义非常重要。首先，科学研究中除了要发现未知现象，去伪存真也是重要的一环。任何一个重要的科学发现都需要其他小组的证实和重复，而罗切斯特大学的结果在短时间内直接被否定，因此他们必须要用更有说服力的证据向世界证明这个近常压的室温超导的存在。其次，此项研究迅速推动了含氢稀土化合物的物理性质的研究，特别是含氢的金属材料的光学和电学性质的研究。最为重要的是，该项研究激发了人们在含轻元素金属化合物中探寻常压下室温超导的兴趣和努力。

据了解，此项工作是由南京大学闻海虎教授团队主导完成，包括样品制备、X-光衍射和分析、X-光能谱和成分分析、常压和高压下的电阻和磁化测量等。拉曼谱的测量系与孙建教授和奚啸翔教授小组合作完成。工作的共同第一作者是明学和张英杰博士生，通讯作者是祝熙宇副教授、李庆助理研究员和闻海虎教授。

现代快报+记者 于露 综合南大官微