室温超导不可复现？南大团队否定迪亚斯研究成果

3月7日，郎加·迪亚斯（Ranga Dias）在美国物理学年会上宣布发现了近常压的室温超导体，引发轰动。但不少科学家对此结果持质疑态度。世界范围内有数个课题组根据迪亚斯所发表论文提供的实验条件进行了复现，均未能实现室温超导。3月15日，南京大学闻海虎课题组在预印本网站arXiv发布了一篇长达16页的研究论文，其结论是：实验结果清楚的表明，从环境压力到6.3Gpa，温度低至10K，镥氮氢材料LuH2±xNy中不存在超导性。

闻海虎课题组尝试复刻迪亚斯的实验，却发现他给出的实验方案几乎不可行——迪亚斯的方案是在65摄氏度下，利用金刚石砧加压至1万个大气压，使得镥、氮气、氢气发生反应。但该反应在65摄氏度下几乎完全不可行，除非采用激光加热，否则完全无法实现。于是闻海虎团队结合自身的条件，采用高温高压反应炉合成镥氮氢材料。X射线衍射的结果显示他们合成的材料与迪亚斯的样品组分几乎一致，并且能量色散X射线光电子能谱的表征结果也证实该材料中含有氮元素。

此前，在迪亚斯结果发布两天后，中科院物理所靳常青研究员就曾提出过质疑，他们研究过镥氢化物材料（Lu4H23），他们团队的实验结果显示：在218Gpa的压强下，氢化镥的超导转变温度是71K（约-202摄氏度），如果压强降低到181Gpa，转变温度会降低到65K（约-208摄氏度），其超导转变温度远低于室温。由于该材料中并不含氮，所以并不能完全算是复现迪亚斯的实验结果。中科院物理所的程金光研究员则重点关注了迪亚斯实验结果中关于超导材料颜色变化的描述——迪亚斯表示该室温超导材料在制备之初是“有光泽的蓝色”，随着压力增大，开始发生超导，逐渐由蓝色变为粉红色，然后变成了鲜红色的非超导金属状态。

他们团队采用氢化镥材料进行了复现，重点关注颜色转变过程会不会伴随着超导现象的出现。他们在预印本网站arXiv提交的论文显示：氢化镥在约2.2Gpa时由蓝色转变为粉红色，在约4Gpa时转变为亮红色，这与迪亚斯的实验结果接近。但是程金光课题组并没有发现超导现象，他们将这种材料一直加压到7.7Gpa，温度降低至1.5K，都没有发现丝毫超导的迹象。

由于他们没有掺杂氮，因此也并不是完全复现迪亚斯的实验结果，氮元素在其中是否扮演了关键角色尤未可知。闻海虎课题组制备的镥氢氮材料从组分上来说与迪亚斯制备的材料一致，但是他们在实验过程中，也并未发现材料颜色在高压下发生转变。

目前众多的实验复现结果都显示迪亚斯的实验结果存在一定问题。此前，迪亚斯团队曾于2020 年 10 月在 Nature 发表论文称他们首次实现了室温超导。论文题目为《碳质硫氢化物的室温超导性》（Room-temperature superconductivity in a carbonaceous sulfur hydride），其报道了碳质硫氢化物体系中的超导性，在 267±10kMPa 下实现的最大超导转变温度为 15 摄氏度。

但大多数超导科学家都对此表示质疑，因为没有足够的实验数据和细节来证明超导性质，磁化率的数据更是存在问题，美国加州大学圣地亚哥分校的物理学教授豪尔赫·爱德华多·赫希（Jorge Eduardo Hirsch）对此进行了猛烈抨击。后来，迪亚斯团队更正了文章并提供了相关原始数据，但质疑之声仍未止息。赫希教授就强烈表示该论文中的数据很有可能是捏造的，他甚至还在预印本平台 arXiv 和 Physica C 上发表了对该论文质疑的相关阐述文章。由于众多证据表明迪亚斯团队的数据存在问题，后来Nature不顾迪亚斯等九名作者反对，撤回了这篇论文。

当迪亚斯在3月7日公布新结果时，赫希教授就立马表示质疑：我怀疑这个新结果，因为我不信任这些作者。迪亚斯此前的表现严重损伤了他的学术信誉。因此大多数科学家都觉得该实验结果：too good to be true（好的让人难以置信）。

在迪亚斯刚公布发现室温超导材料时，上海交通大学的赵跃老师就曾表示：“室温超导材料一直是百年来科学家在不断攀登的珠穆朗玛峰，其具有极大的潜在应用价值。相信在科学家的努力下，超导研究会取得越来越大的进步。但就目前来看，1Gpa的压力目前依然无法应用到实际场景中，具有实用化超导电性的“室温超导材料”应用更需要很长的路要走。这个新的发现成果对于超导机理研究的意义远大于超导应用技术。

对于所谓宣称“突破常温超导技术”，现在就吹呼为时尚早，建议不宜过度解读。超导材料和超导技术有着广阔的应用前景。国内超导领域当前应该做的：一方面要继续跟踪世界最新研究进展，进一步加强基础工作方面的研究，以免被别人远远抛下；另一方面要继续在实用化高温超导材料和超导应用方面大力推进，取得领跑的优势，为后续的超导应用技术发展积累更加坚实的基础。”

迪亚斯的“突破性研究进展”目前来看很有可能是如同贝尔实验室舍恩事件一样的学术丑闻，这场风波会如何平息仍有待观察。室温超导研究仍有很长的路要走，正如赵跃老师所说：现在鼓吹突破常温超导技术为时尚早。但不可否认的是，开发室温超导材料作为材料学的圣杯之一，具有非常重要的价值，值得超导领域所有的研究人员不懈努力，继续深耕。目前诺贝尔奖已数次颁发给超导领域的科学家：

1、荷兰低温物理学家昂内斯于1911年发现了超导现象，因此获得了1913年的诺贝尔物理学奖。

2、1957年，巴丁（Bardeen）、库珀（Cooper）、施里弗（Schrieffer）三人提出了BCS理论，向世人揭示了超导现象的原因，他们三人也于1972年获得了诺贝尔物理学奖。

3、挪威物理学家Ivar Giæver和英国科学家Brian David Josephson因为对超导隧道效应相关领域的研究，获得1973年诺贝尔物理学奖。

4、德国物理学家Johannes Georg Bednorz和Karl Alexander Müller首次发现陶瓷材料中的超导性，于1987年获得诺贝尔物理学奖。

5、俄罗斯科学家A.A.Abrikosov和英国科学家Anthony Leggett提出超导热力学效应，基于在超导和超流体领域的贡献，他们在2003年获得诺贝尔物理学奖。

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