成功应用离子交换技术,首次合成大尺寸、高质量 (Li0.84Fe0.16)OHFe0.98Se 超导单晶(TC = 42 K,尺寸大于 10 mm),且该材料不存在困扰实验观测的 245 相。单晶样品的突破使揭示其高度二维本征电子性质成为可能。实验发现,在特征温度 T* (=120 K) 之下的正常态,呈现反常的磁化及电阻的线性温度依赖以及高度二维的电子输运;在超导态,上临界场具有强各向异性。Hall 系数显示电子型载流子主导电荷输运,空穴型载流子的贡献在 T* 以下极度减弱。实验表明其超导电子配对很可能与二维反铁磁自旋涨落相关。类似的反铁磁涨落特征也常见于 FeAs 基和铜氧化物高温超导体。对比不同类型 FeSe 基超导体,可见超导临界温度越高的体系其晶体和电子结构的二维性越强;尤其是高 TC 和高度二维的 (Li0.84Fe0.16)OHFe0.98Se 单晶极其相似于 SrTiO3 衬底上 FeSe 单层膜界面超导体 (TC 高达 ~65 K)。因此,二维电子相互作用对于高温超导电性至关重要。相关结果作为 Editors’ Suggestion 发表在 PRB 92, 064515 (2015)。