中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)合肥微尺度物質(zhì)科學(xué)國家實(shí)驗(yàn)室王征飛教授與美國猶他大學(xué)劉鋒教授，清華大學(xué)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(dǎo)材料中的一種新型一維拓?fù)溥吔鐟B(tài)，該成果于7月4日在線發(fā)表于《自然—材料》。

    超導(dǎo)材料與拓?fù)洳牧鲜墙陙砟蹜B(tài)物理研究的兩大熱點(diǎn)。理論物理學(xué)家曾預(yù)言，拓?fù)涑瑢?dǎo)材料在磁場下的渦旋中心會產(chǎn)生馬約拉納費(fèi)米子。由于馬約拉納費(fèi)米子的反粒子就是它本身，不易被傳統(tǒng)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(tǒng)量子比特的退相干問題，提高其存活時間。量子計算相比經(jīng)典計算的優(yōu)勢在于量子力學(xué)的疊加原理，可以實(shí)現(xiàn)經(jīng)典計算的并行處理。

    自然界中至今還沒有發(fā)現(xiàn)拓?fù)涑瑢?dǎo)材料，如何設(shè)計尋找拓?fù)涑瑢?dǎo)材料已成為研究人員關(guān)注的一個焦點(diǎn)。為實(shí)現(xiàn)單一材料高溫拓?fù)涑瑢?dǎo)體，研究人員以FeSe/SrTiO3這種新型高溫超導(dǎo)材料為研究對象，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(gòu)型，并在實(shí)空間觀測到自旋—軌道耦合所打開的拓?fù)淠芟吨幸环N新型一維拓?fù)溥吔鐟B(tài)的存在。

    該研究工作揭示了FeSe/SrTiO3中同時存在的超導(dǎo)與拓?fù)鋬煞N特性，因此通過電子和空穴摻雜可以進(jìn)一步調(diào)節(jié)超導(dǎo)和拓?fù)淠芟兜奈恢茫@就為探索單一材料高溫拓?fù)涑瑢?dǎo)體和馬約拉納費(fèi)米子開辟了新的研究途徑。同時該工作也有助于進(jìn)一步理解FeSe/SrTiO3的高溫超導(dǎo)機(jī)制，對于推動鐵基高溫超導(dǎo)材料的機(jī)理研究具有重要意義。