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來源丨南京大學，nature

3月8日，美國羅切斯特大學的物理學家朗加·迪亞斯（Ranga Dias）及其團隊在全球頂級科研期刊《Nature》上發(fā)表了題為“Evidence of near-ambient superconductivity in a N-doped lutetium hydride”的研究論文。該團隊聲稱在氮摻雜氫化镥（nitrogen-doped lutetium hydride, NDLH）體系中實現(xiàn)了室溫超導（Tc= 294 K, 21 ℃）。

消息發(fā)布后，在全球引起軒然大波。然而，近幾個月來，全球知名超導實驗室都未能驗證他們的說法。

5月12日，南京大學固體微結(jié)構(gòu)國家重點實驗室聞海虎教授、祝熙宇副教授、李慶助理研究員作為論文的共同通訊作者在全球頂級科研期刊《Nature》發(fā)表了題為“Absence of near-ambient superconductivity in LuH2±xNy”（LuH₂±xNy在近常壓下無超導電性）”的研究論文。

研究直接否定了美國Ranga Dias團隊關(guān)于“室溫超導”結(jié)論。

南京大學為論文的唯一通訊單位和第一完成單位。

3月15日，南京大學聞?；F隊在預印本網(wǎng)站arXiv提交了一篇包括9名作者、長達16頁的研究論文，直截了當否定了迪亞斯的研究結(jié)論。論文結(jié)論稱：“我們的實驗清楚地表明，從環(huán)境壓力到6.3GPa，溫度低至10K（約-263攝氏度），镥氮氫材料LuH2±xNy中不存在超導性。”這距離迪亞斯的研究發(fā)布只有8天。“這個結(jié)論肯定是推翻了，毋庸置疑的。”南京大學超導物理和材料研究中心主任聞?；Α吨袊茖W報》表示。他的語氣足夠堅決。

聞?；⒄f：“否定一項研究比證明一項研究更難，因為需要從多角度證明你所研究的樣品與被質(zhì)疑的對象樣品是幾乎一致的。另外要使用精細的測量、大量的數(shù)據(jù)和分析來進行論證?！?/span>

相比之前16頁的預印本論文，《自然》雜志論文的數(shù)據(jù)多了很多。聞海虎告訴《中國科學報》，這些補充主要體現(xiàn)在3個方面：

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在聞海虎團隊研究中，在不同壓力下，樣品有了從深藍色、紫紅色到粉紅色的漸變；并且在所有壓力和顏色狀態(tài)下，電阻也隨著溫度降低而降低，但沒有出現(xiàn)超導現(xiàn)象。

其一，需要更多樣品的測試。他們先后做了30多個樣品的實驗，且每個實驗都需要重復。新的數(shù)據(jù)包括了更高壓下的樣品顏色演化，也就是論文中的上圖。可以看到，在不同壓力下，樣品有了從深藍色、紫紅色到粉紅色的漸變；并且在所有壓力和顏色狀態(tài)下，電阻也隨著溫度降低而降低，但沒有出現(xiàn)超導現(xiàn)象。

其二，需要更嚴謹證明其實驗樣品與迪亞斯實驗樣品一致。他們做了多套的X光衍射實驗。審稿人提出，X光衍射的晶格常數(shù)與迪亞斯的參數(shù)稍有差別。聞海虎說，其實這個差別很小，通常在儀器的誤差范圍之內(nèi)。不過他們還是重新進行了多輪實驗，并作了統(tǒng)計平均。同時，他們還測量了拉曼光譜數(shù)據(jù)，這樣可以給出分子振動的細節(jié)信息，結(jié)果證明其樣品與迪亞斯樣品幾乎一樣。

其三，需要有對比。審稿人提出，會不會是因為實驗裝置不夠靈敏而無法測量出可能存在的超導？于是聞?；F隊選擇一個自己團隊工作多年的銅氧化物超導體（轉(zhuǎn)變溫度為112K）進行了同樣條件的測量：如果實驗的镥-氫-氮材料是超導的，那么其磁測量信號應(yīng)該是一樣強的。但是，與真正的超導體相比，镥-氫-氮材料信號要弱約100倍，而且符號是正的，完全不符合超導體的行為。

對比預印本論文，《自然》論文的另外一個顯而易見的差別是作者多了5人，這主要是因為要補充一些新的數(shù)據(jù)需要進行新的合作。但正文字數(shù)反而還少了若干，因為表述更嚴謹清晰。

聞?；⒄f，“我們的數(shù)據(jù)非常的豐富和全面，而且漂亮，可以用一個美字來形容?！?/span>

這樣的論文發(fā)表也是一次高手對決?！蹲匀弧钒l(fā)表的爭議研究，自然還是由《自然》來作為對決平臺。

Recently near-ambient superconductivity was claimed in nitrogen-doped lutetium hydride1. This stimulates a worldwide interest about exploring room temperature superconductivity under low pressures. By using a high pressure and high temperature synthesis technique, we have successfully obtained the nitrogen doped lutetium hydride (LuH2±xNy) with a dark-blue color and a structure with the space group of Fm3ˉm evidenced by x-ray diffraction. This structure is the same as that reported in ref. 1, with a slight difference in lattice constant. The Raman spectroscopy also shows similar patterns between our samples and that in ref. 1. The energy dispersive X-ray spectroscopy (EDS) confirmed the existence of nitrogen in the samples. At ambient pressure, we witness a metallic behavior from 350 down to 2 K. By applying pressures from 2.1 to 41 GPa, we observe a gradual color change from dark-blue, to violet, to pink-red. By measuring the resistance at pressures from 0.4 to 40.1 GPa, we have seen a progressively improved metallic behavior without showing superconductivity down to 2 K. Temperature dependence of magnetization under high pressures shows a very weak positive signal between 100 and 320 K, and the magnetization increases with magnetic field at 100 K, all these are not expected for superconductivity at 100 K. Thus, we conclude the absence of near-ambient superconductivity in this nitrogen-doped lutetium hydride under pressures below 40.1 GPa.

鏈接：

https://www.nature.com/articles/s41586-023-06162-w

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