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【新智元简介】华南理工大学、中南大学、电子科技大学的研究团队在LFMA的一种类似LK-99的新型合成材料CSLA上探测到了可能代表超导相的实验数据。LK-99不是有大结局吗？
室温超导有什么新进展吗？
来自华南理工大学、中南大学和电子科技大学的研究人员12月19日在Arxiv上发表论文，宣布他们在新合成材料CSLA上探测到了具有显著抗磁磁滞回线的低场微波吸收，通过不断旋转磁场方向可以减弱这种现象直至消失。
根据该团队的说法，除了超导性之外，没有任何磁性可以被外部磁场取消。
地址:https://browse.arxiv.org/html/2312.10391v1.
这篇论文讲的是为什么这个效应可以在不测量Messner效应和零电阻的情况下推断出这种材料具有超导性。
通俗地说，研究人员虽然没有探测到梅斯纳效应和零电阻，但是他们用一种叫做“低场微波吸收(LFMA)”的方式测量了一种与他们合成的LK-99相似的化合物(CSLA)，发现了显著的记忆效应和居里点滞后。
目前，CSLA只能合成多相混合物，因此无法通过常规的电学或磁学测量来验证其超导特性。
本文利用微波吸收光谱检测样品中是否存在超导相。这是第一次通过非常规手段在CSLA观察到超导的可能迹象。
在低磁场(30-450高斯)下，观察到正的微波吸收信号，有明显的居里点滞后。随着温度的升高，信号强度急剧下降，相变发生在250K K左右。
这些特征与超导体中涡旋形成和释放的过程相一致。
通过旋转样品，微波吸收将消失并保持“记忆效应”，这表明涡旋态具有玻璃态的缓慢动力学关系。这为CSLA可能的一维强关联超导机制提供了支持。
如果CSLA样品中没有超导相，就无法解释实验中观察到的这些现象，因此研究人员认为样品材料中存在超导相。
没有梅斯纳效应和零电阻，如何判断超导性？
之前一直关注LK-99室温超导的Xi·习之教授作为论文作者也第一时间在知乎回复了网友，用比较通俗的语言解释了他们实验的前因后果和一些细节。
当Xi教授解释为什么使用LFMA时，他说:
低场微波吸收（LFMA），或者叫非共振微波吸收（NRMA），是早年间对超导材料进行早筛的重要手段，像铜氧化物、碱金属掺C60等很多都是用微波先行筛选的。因为虽然能吸收微波的材料很多，水也能吸收，但是要靠静磁场来激励，这样的材料非常罕见。即使是铁，也不能是普通铁，得是经过特殊处理的铁合金纳米颗粒或薄膜。 毫无疑问，就像半导体吸收可见光一样，在磁场辅助下，对微波的光子吸收是超导能隙的重要特征之一。只不过超导能隙很小，很容易被温度的热涨落关闭，所以超导材料不像半导体那样能普遍在室温存在。但反过来想，半导体降到低温也一样不工作，所以原本用于识别低温超导的实验方法，本身也不一定能在室温适用。 现在这个新材料的特殊之处，就在于目前的工艺还很难做出纯相，或者做出纯相了反而没信号，所以如果用PPMS测，测出来一个大的顺磁信号，低场附近小小的拐一下，你说我该怎么处理？那个顺磁信号是减还是不减？不减没说服力，减了更没说服力。因此，优先测微波、测超导能隙，是目前最可靠的实施路径。 不过现在用微波的人少，可能也是因为这玩意技术含量偏高，不像PPMS那样放进样品腔傻瓜式的点几下鼠标就可以。因为每个样品的微波共振频率不同，只能靠手动机械调谐，手感很重要。
具体来说，在LFMA，这种强顺磁性信号会隐藏正常DC磁测量中的其他信号，但它可以很好地与其他信号区分开来，这表明了使用微波技术的优势。值得注意的是，从0–2600高斯，除了铁在石英管中产生的小扭结外，还有一个超宽的吸收信号值得研究。
研究人员将这一区域分为三个阶段:30高斯以下的小平台(梅斯纳效应)、正信号(30–500高斯，即涡旋玻璃)和负信号(500–2600高斯)。
由于超导间隙和相关超导涡旋作为激发态的存在，大多数超导体具有低场微波吸收(LFMA)。更重要的是，超导体的导数LFMA与磁场正相关，因为在更高的磁场下会产生更多的涡流。
相比之下，虽然软磁在低场也很活跃，但是自旋矩的进动会被抑制，这样磁性材料的导数LFMA通常为负。
在研究人员的测量中，LFMA的符号总是可以通过根信号来校正。在研究者的例子中，低于500高斯的信号都是正信号，这意味着超导的存在。
然后，研究人员向前和向后扫描磁场，观察到450高斯以下的明显磁滞效应，这与扫描速率无关。
在该磁场之上，根本没有磁滞现象，这排除了正LFMA和负高场信号一起构成铁磁共振(FMR)信号的可能性。
研究人员推测，负值是指正常情况下的磁阻效应。第一转折点和分叉点可以实现为较低的临界场Hc1和Hc2，在这种情况下分别为30和450高斯。
为了显示完整的磁滞曲线，必须反转磁场的方向，但由于仪器的限制，研究人员只能将样品旋转180°，然后反转两者的符号信号和磁场，如图1(b)所示。诺基亚800c导照片
之后我们发现了一条很漂亮的滞后曲线，从中可以看出，当方向反过来的时候，信号几乎是连续的。
这些值看起来并不平滑，部分原因是没有扣除基线。如果研究人员知道微波的吸收是通过涡流的产生来实现的，他们就没有足够的时间放松，从而导致了这种滞后现象。值得注意的是，EPR信号只是交流磁化率虚部的导数，即这种磁滞现象实际上指出了相关激发态关于DC磁化的特征曲线。
因此，研究人员整合了这些信号，并绘制了假想的交流磁化率x”。
磁滞效应促使研究人员进一步检查磁场的其他方向。
然后，研究人员在零磁场下从一个初始角度(为方便起见定义为0度)旋转样品，磁场从0高斯到5000高斯每10度扫描一次。
如图1(c)所示，发现旋转后LFMA迅速减小直至几乎消失，这意味着微波的吸收已经饱和。ccdisk2019破解
之后，无论研究人员继续将样品旋转到初始角度，还是将磁场增加到9600高斯，信号都无法在短时间内更新。
这种奇怪的磁场定向记忆效应强烈地消除了铁磁性的任何可能贡献，因为铁磁性是不能被磁场抵消的。
相变发生在250K K的温度。
LFMA导数的温度依赖性如图2(a)所示。迟滞效应在所有温度下都是可见的，峰值位置几乎不变。这种微弱的温度依赖性也不支持磁响应，因为随着温度的升高，FMR会变得更尖锐，更接近EPR峰。
为了进行比较，研究人员还绘制了不同温度下的相关EPR光谱，这些光谱通常会随着温度的升高而显著降低。
图2(b)显示了“直接冷却”和“旋转冷却”的比较结果。前者是不经过任何初始磁化直接冷却样品，后者是将样品在磁场中旋转饱和，然后冷却到200 K。
发现饱和吸收后，即使在低温下，LFMA也会消失。温度，并且高场负信号在一些部分恢复，这再次证明它们源自不同的机制。导数LFMA的最大强度和温度之间的关系如图2(c)所示。
随着温度的升高，它先升高，然后从190 K开始急剧下降，表明发生了相变。转折点在250 K左右，可以认为是临界温度Tc。货拉拉案例判决
上述实验结果显示了CSLA的主要特征:正LFMA，磁场扫描时的磁滞效应，旋转时的饱和吸收具有奇怪的长记忆效应，相变时的温度依赖性较弱。
因此，我们指定最可能的机制为超导涡旋。DC磁场辅助微波功率的低场吸收指向一个小的超导能隙，相关的亚稳态激发态表现为涡旋。
涡旋的蠕动和弛豫具有玻璃样的慢动力学，导致场扫描和旋转中的记忆效应。
由于样品处于粉末相，准一维晶格中涡旋的随机方向使得它们只对适当方向的磁场有响应。磁涡流不能被磁场杀死，所以长期存在的涡流状态只能认为起源于超导。
网友热议。
这篇论文被输送到《黑客新闻》后，也冲到了全站第一。
黑客新闻上的网友表示，“这是一个被误解的实验还是一个新发现，还有待观察。无论如何，这是他们在科学研究中分享数据的过程。但公众没必要盲目揣测。」
并且国内大量网友也表示，虽然我看不懂，但是作者们对LK-99的坚持和热情，以及自己的研究方向，都是值得称道的。
看来这种反转还没有结束…
来源:陌陌、知乎
参考资料:
https://browse.arxiv.org/html/2312.10391v1
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