铁基高温超导材料研究取得重要进展

2016-7-14 10:43 来源: 中国科学报
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  近日,中国科学技术大学合肥微尺度物质科学国家实验室王征飞教授与美国犹他大学刘锋教授,清华大学薛其坤院士、马旭村研究员,中科院物理所周兴江研究员合作,首次发现了铁基高温超导材料中的一种新型一维拓扑边界态,该成果在线发表于《自然—材料》杂志。

  自然界中至今还没有发现拓扑超导材料,如何设计寻找拓扑超导材料已成为研究人员关注的焦点。以往的研究思路是借助外延生长将拓扑材料放置在超导材料上或将超导材料放置在拓扑材料上,通过邻近效应实现拓扑超导体。但这种复合材料对于生长工艺的要求十分苛刻,阻碍了拓扑超导材料研究的发展。

  研究人员以新型高温超导材料FeSe/SrTiO3为研究对象,结合理论计算、扫描隧道显微镜和角分辨光电子能谱,系统地研究了其反铁磁电子构型,并在实空间观测到自旋—轨道耦合所打开的拓扑能隙中一种新型一维拓扑边界态的存在。该研究工作揭示了FeSe/SrTiO3中同时存在的超导与拓扑两种特性,为探索单一材料高温拓扑超导体和马约拉纳费米子开辟了新途径。同时该工作也有助于进一步理解FeSe/SrTiO3的高温超导机制,对于推动铁基高温超导材料的机理研究具有重要意义。