近日,中國科學技術大學合肥微尺度物質(zhì)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(fā)現(xiàn)了鐵基高溫超導材料中的一種新型一維拓撲邊界態(tài),該成果在線發(fā)表于《自然—材料》雜志。
自然界中至今還沒有發(fā)現(xiàn)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焦點。以往的研究思路是借助外延生長將拓撲材料放置在超導材料上或?qū)⒊瑢Р牧戏胖迷谕負洳牧仙?,通過鄰近效應實現(xiàn)拓撲超導體。但這種復合材料對于生長工藝的要求十分苛刻,阻礙了拓撲超導材料研究的發(fā)展。
研究人員以新型高溫超導材料FeSe/SrTiO3為研究對象,結(jié)合理論計算、掃描隧道顯微鏡和角分辨光電子能譜,系統(tǒng)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(tài)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,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。