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中科院物理所：LiFeAs中实现涡旋马约拉纳零能模

近日，中国科学院物理研究所/北京凝聚态物理国家研究中心的丁洪研究组、高鸿钧研究组、靳常青研究组以及美国麻省理工学院傅亮研究组通力合作，在均一的LiFeAs超导体表面实现了本征杂质调控的涡旋马约拉纳零能模，系统深入地研究了涡旋马约拉纳零能模的物理机制，为铁基超导马约拉纳平台 (铁马平台) 研究从 “以物理研究为主”的第一阶段进入 “面向量子调控”的第二阶段指引了方向。

铁马平台涡旋因为同时具备高温超导、强关联、大能隙、本征拓扑、单一材料、量子极限等特质，自2018年拓扑表面态 (Zhang et al. Science 360, 182 (2018)) 和零能模 (Wang et al. Science 362, 333 (2018)) 相继发现以来，铁马平台涡旋正在成为马约拉纳零能模的理想材料载体和探索拓扑量子计算的主要选择之一。在过去的几年里，涡旋马约拉纳零能模的实验研究进展丰富，人们相继实现了零能模空间无劈裂波函数的观测 (Wang et al. Science 362, 333 (2018))，零能峰极低温检验 (Machida et al. Nat. Mater. 18, 811 (2019))，揭示涡旋马约拉纳零能模拓扑本质的涡旋束缚态半整数能级嬗移 (Kong et al. Nat. Phys. 15, 1181 (2019))，零能涡旋态近量子化平台电导 (Zhu et al. Science 367, 189–192 (2020))，无序马约拉纳零能模晶格中复杂杂化行为研究 (Chiu et al. Sci. Adv. 6, eaay0443 (2020)) 等成果；人们还将铁马平台拓展到多个不同的铁基材料中 (Liu et al. Phys. Rev. X 8, 041056 (2018); Liu et al. Nat. Commun. 11, 5688 (2020))。另一方面，大量理论工作聚焦铁马平台，它们就马约拉纳模式产生或消失机理、新型模式设计、拓扑量子计算方案等问题进行了广泛讨论。2020年发表在《Nature Review Physics》杂志“Year in Review”栏目的评论写到 (Sau et al. Nat. Rev. Phys. 2, 667 (2020))：“铁基超导材料中分立的涡旋束缚态的发现 (Kong et al. Nat. Phys. 15, 1181 (2019)) 是一个巨大成功。这些超导体或许正是要找的“金发姑娘”般的材料，它们具有强超导配对并且没有任何其它致命问题。……铁基超导体是拓扑超导体的主要候选者，有望证明其超导涡旋中的零能模就是人们一直寻找的马约拉纳准粒子。”

参考文献：

Majorana zero modes in impurity-assisted vortex of LiFeAs superconductor. Nature Communications , 4146 (2021)

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