Журнал Nature сообщил о результатах перепроверки сенсационной работы южнокорейских ученых, в которой утверждалось, что им удалось синтезировать вещество, обладающее свойствами сверхпроводимости при комнатной температуре и атмосферном давлении.
Физики Шилин Жу, Вей У, Жэн Ли и Цзяньлинь Луо из Китайской Академии наук показали, что кажущаяся сверхпроводимость в материале LK-99, синтезированном корейцами, объясняется примесью сульфида меди, возникающей при синтезе. Они синтезировали LK-99 по рецепту из исходной статьи и показали, что в зависимости от условий синтеза в образце будет от 5% до 70% сульфида меди, влияние которого на электрические свойства образца авторы исходной статьи не учитывали.
Электрическая проводимость сульфида меди была изучена еще в 50-е годы. Это вещество обладает фазовым переходом при температуре около 112 градусов Цельсия. При охлаждении ниже этой температуры удельное сопротивление сульфида меди резко падает (но не до нуля, как было бы в случае настоящих сверхпроводников). Очень похожее поведение сопротивления наблюдалось и в случае LK-99. Поэтому причина низкого сопротивления именно в примеси, а не в LK-99.
Чтобы измерить свойства самого LK-99, его нужно было синтезировать без примесей. Это получилось у исследовательской группы Института имени Макса Планка в Штутгарте. Им удалось методом зонной плавки синтезировать чистые прозрачные кристаллы лилового цвета с приближенной формулой Pb8.8 Cu1.2 (PO4)6 O. Благодаря выбранному методу кристаллизации ученые избежали загрязнения образца сульфидом серы. Они показали, что чистое вещество обладает свойствами изолятора. Его диамагнитных свойств недостаточно даже для частичной левитации, которая наблюдалась в исходной сенсационной статье.
Эксперты Nature отмечают, что история с «закрытием» сверхпроводимости при комнатных условиях оказалась очень поучительной с точки зрения попыток теоретического объяснения. Первоначально на основе гипотетической структуры LK-99 были сделаны расчеты, которые показали возможность наличия в спектре электронов областей, где те могут быть сильно скоррелированными и за счет этого давать сверхпроводимость. Однако после синтеза чистых кристаллов LK-99 была экспериментально получена кристаллическая структура этого вещества, и в расчетах, проведенных на ее основе, сверхпроводимость была исключена.
