鐵基高溫超導材料中一種新型一維拓撲邊界態被發現

　　中國科學技術大學合肥微尺度物質科學國家實驗室王征飛教授與美國猶他大學劉鋒教授，清華大學薛其坤院士、馬旭村研究員，中科院物理所周興江研究員合作，首次發現了鐵基高溫超導材料中的一種新型一維拓撲邊界態，該成果于7月4日在線發表于《自然—材料》。

　　超導材料與拓撲材料是近年來凝聚態物理研究的兩大熱點。理論物理學家曾預言，拓撲超導材料在磁場下的渦旋中心會產生馬約拉納費米子。由于馬約拉納費米子的反粒子就是它本身，不易被傳統的電磁或物理干擾破壞，可以被用于定義量子計算中的量子比特，有助于解決傳統量子比特的退相干問題，提高其存活時間。量子計算相比經典計算的優勢在于量子力學的疊加原理，可以實現經典計算的并行處理。

　　自然界中至今還沒有發現拓撲超導材料，如何設計尋找拓撲超導材料已成為研究人員關注的一個焦點。為實現單一材料高溫拓撲超導體，研究人員以FeSe/SrTiO3這種新型高溫超導材料為研究對象，結合理論計算、掃描隧道顯微鏡和角分辨光電子能譜，系統地研究了其反鐵磁電子構型，并在實空間觀測到自旋—軌道耦合所打開的拓撲能隙中一種新型一維拓撲邊界態的存在。

　　該研究工作揭示了FeSe/SrTiO3中同時存在的超導與拓撲兩種特性，因此通過電子和空穴摻雜可以進一步調節超導和拓撲能隙的位置，這就為探索單一材料高溫拓撲超導體和馬約拉納費米子開辟了新的研究途徑。同時該工作也有助于進一步理解FeSe/SrTiO3的高溫超導機制，對于推動鐵基高溫超導材料的機理研究具有重要意義。