[video:20220609【朝聞天下】中科院物理所發(fā)布馬約拉納零能模陣列新發(fā)現(xiàn) 首次實現(xiàn)大面積 有序和可調(diào)控]
　　馬約拉納零能模是凝聚態(tài)物理中的一類拓?fù)浞瞧接箿?zhǔn)粒子激發(fā)，因其服從非阿貝爾統(tǒng)計規(guī)律，被認(rèn)為是構(gòu)筑拓?fù)淞孔颖忍氐幕締卧Ｔ诰w材料體系中尋找并調(diào)控馬約拉納零能模是實現(xiàn)拓?fù)淞孔佑嬎愕年P(guān)鍵步驟，也是凝聚態(tài)物理前沿研究方向之一。近年來，在拓?fù)浞瞧接沟蔫F基超導(dǎo)體中尋找馬約拉納零能模已經(jīng)取得了長足的進(jìn)展。與其他體系（如超導(dǎo)-半導(dǎo)體納米線、磁性原子鏈、拓?fù)浣^緣體/超導(dǎo)異質(zhì)結(jié)等）相比，鐵基超導(dǎo)體具有單一組分、高溫超導(dǎo)、本征拓?fù)涞刃再|(zhì)，避免了復(fù)雜的材料結(jié)構(gòu)設(shè)計和極低溫的觀測條件等問題，是研究馬約拉納零能模的理想載體。
　　自從鐵基超導(dǎo)體拓?fù)淠軒У陌l(fā)現(xiàn)以來，人們在Fe(Te0.55Se0.45)、(Li0.84Fe0.16)OHFeSe、CaKFe4As4以及雜質(zhì)輔助的LiFeAs中均發(fā)現(xiàn)了馬約拉納零能模。然而，這些材料體系存在著由于自摻雜帶來的體態(tài)不均一、渦旋陣列無序且不可控以及拓?fù)錅u旋占比低等問題，阻礙了其進(jìn)一步的研究和應(yīng)用。如何突破當(dāng)前研究瓶頸，獲得大面積、高度有序且可調(diào)控的馬約拉納零能模陣列，向拓?fù)淞孔佑嬎愀M(jìn)一步，是當(dāng)前鐵基超導(dǎo)馬約拉納領(lǐng)域亟待解決的問題之一。
　　最近，中國科學(xué)院院士、中國科學(xué)院物理研究所研究員高鴻鈞團(tuán)隊對鐵基超導(dǎo)體LiFeAs進(jìn)行了更加細(xì)致而深入的研究。他們在實驗上發(fā)現(xiàn)，應(yīng)力可以誘導(dǎo)出的大面積、高度有序和可調(diào)控的馬約拉納零能模格點陣列。其主要發(fā)現(xiàn)有以下幾點。1）晶體中的自然應(yīng)力可誘導(dǎo)產(chǎn)生雙軸電荷密度波（Biaxial CDW）條紋，沿著Fe-Fe和As-As晶格方向，其波長分別為λ1~2.7 nm和λ2~24.3 nm（圖一）。2）波長為λ2的CDW對超導(dǎo)能隙具有明顯的調(diào)制作用，當(dāng)施加垂直于樣品表面的磁場后，形成的磁通渦旋全部被釘扎在超導(dǎo)序較弱的As-As方向電荷密度波條紋上，形成有序的渦旋陣列（圖二）。3）雙軸電荷密度波的存在使得晶體對稱性降低，從而改變了費米能級附近的拓?fù)淠軒ЫY(jié)構(gòu)，使得超過90%的磁通渦旋中心具有馬約拉納零能模，形成高度有序的馬約拉納零能模陣列（圖三、圖四）。4）這種有序的馬約拉納零能模陣列可被外磁場調(diào)控，隨著磁場增加，渦旋間距減小，馬約拉納零能模間的相互作用開始凸顯（圖四）。
　　這些研究結(jié)果表明，大面積有序可調(diào)的馬約拉納零能模陣列可以在LiFeAs中穩(wěn)定存在，為實現(xiàn)拓?fù)淞孔佑嬎闾峁┝酥匾母哔|(zhì)量研究平臺。相關(guān)成果以O(shè)rdered and tunable Majorana-zero-mode lattice in naturally-strained LiFeAs為題，在2022年6月8日于《自然》（Nature）發(fā)表。該工作與美國波士頓學(xué)院教授Ziqiang Wang和中科院物理所研究員靳常青等進(jìn)行了合作。物理所靳常青和望賢成提供了LiFeAs單晶。博士研究生李萌、副研究員李更和博士曹路為論文共同第一作者，高鴻鈞和Ziqiang Wang為共同通訊作者。
　　該工作得到科技部、國家自然科學(xué)基金和中科院的支持。
　　論文鏈接 
　　圖一：LiFeAs雙軸CDW區(qū)域的表征
　　圖二：磁通渦旋中的馬約拉納零能模
　　圖三：馬約拉納零能模產(chǎn)生機(jī)理
　　圖四：用磁場調(diào)控大面積有序的馬約拉納零能模格點陣列