【要闻】铁基高温超导材料研究新进展 科学家发现拓扑边界态

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日前，中科大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，首次发现铁基高温超导材料中新的一维拓扑边界状态，该成果于7月4日在著名学术刊物《自然》上上线。 材料”上。 本期杂志还以“拓扑绝缘体与超导:一体两面”为题，就这一成果发表了长篇特辑。

超导是指某些材料下降到温度、临界温度，电阻突然消失的现象，是零电阻和完全反磁性超导的两大特征。 拓扑绝缘体是一种非常特殊的绝缘体，体内是绝缘的，但在其边界和表面总是存在导电性的边缘状态。 拓扑超导材料兼具两者的特征，其内部呈超导状态，表面和边界呈受拓扑保护的无能金属状态。 理论物理学家预言，拓扑超导材料会在磁场下的涡旋中心产生马约拉纳费米子。 由于马拉那费米子的状态非常稳定，不容易被干扰，可以用于定义量子计算中的量子比特，有助于处理以前流传的量子比特的退相干问题。 这是因为在量子计算方面有重要的应用前景。

但是，到目前为止，自然界中还没有发现拓扑超导材料。 为了实现单一材料的高温拓扑超导体，研究人员以铁硒/钛酸锶这一新型高温超导材料为研究对象，结合理论计算、扫描隧道显微镜和角分辨率光电子能谱，系统研究了其反铁磁电子构型，在实际空间中存在新的一维拓扑边界状态 这项研究工作揭示了铁硒/钛酸锶中存在的超导和拓扑两大特征，为探索单一材料的高温拓扑超导体和马拉那费米子开辟了新的研究途径。