第一作者：Dongfei Wang, Lingyuan Kong, Peng Fan
通訊作者：丁洪, 高鴻鈞
通訊單位：中科院物理所/北京凝聚態物理國家實驗室
研究亮點：
鐵基超導中發現馬約拉納束縛態證據
馬約拉納費米子是建造量子計算機的最完美的粒子，長期以來，科學界從未停止對馬約拉納邊界態的追尋，就是因為對量子計算的期待。實現馬約拉納費米子的一種實現方式，就是通過拓撲材料，包括拓撲絕緣體或拓撲超導體。
中國在高溫超導領域一直是世界的領跑者。2016年，中國科學技術大學合肥微尺度物質科學國家實驗室王征飛教授與美國猶他大學劉鋒教授，清華大學薛其坤院士、馬旭村研究員，中科院物理所周興江研究員合作，首次發現了鐵基高溫超導材料FeSe/SrTiO3中的一種新型一維拓撲邊界態。
2018年8月17日凌晨，Science在線發表了中科院物理所/北京凝聚態物理國家實驗室高鴻鈞和丁洪團隊關于鐵基超導中發現馬約拉納束縛態證據的最新成果。
圖1. FeTe0.55Se0.45的能帶結構和漩渦核心
研究人員利用掃描隧道譜學技術觀測鐵基超導FeTe0.55Se0.45的超導狄拉克表面態，發現了渦漩核心存在尖銳的零偏峰，即便從旋渦中心移走，峰也不會分裂。這個峰在不同的磁場、溫度以及隧道勢壘下的演化和馬約拉納邊界態保持一致，和非拓撲邊界態完全不同。
總之，這項研究為在高溫下實現和操縱馬約拉納邊界態提供了廣闊的平臺。
圖2. ZBPs能量圖和空間分布
圖3. ZBPs溫度變化和隧道勢壘
作者簡介：
簡介:
丁洪，現為中國科學院物理所研究員，北京凝聚態國家實驗室常務副主任和首席科學家。1990年畢業于上海交通大學，于1995年獲美國伊利諾伊大學芝加哥分校的物理博士。1995年9月至1998年8月在美國阿貢國家實驗室作博士后。1998年9月至2008年5月在美國波士頓學院大學物理系歷任助理教授、副教授、正教授。
主要研究方向:
主要用角分辨光電子能譜研究新奇超導體和強關聯電子材料的電子結構和電子激發性質。
過去的主要工作及獲得的成果:
主要利用角分辨光電子能譜（ARPES） 研究高溫超導體和拓撲材料的電子結構和物理機理，取得了多項國際同行認可的重要成果，特別是在銅基高溫超導體贗能隙、鐵基超導體超導序參量對稱性、外爾費米子在固體材料中的發現中做出了開創性的工作。發表了200多篇學術論文，其中高端雜志文章62篇 （《Nature》5篇，《Nature Physics》4篇，《Nature Communications》6篇,《Physical Review Letters》41篇，《Physical Review X》5篇，《PNAS》1篇），被SCI引用超過11000次，H-引用指數為53，在國際學術會議作邀請報告超過90次。1995年獲美國威斯康星同步輻射中心的阿拉丁光源獎，1999年獲美國的斯隆獎，2003獲美國波士頓學院杰出科研成就獎，2005年獲中國國家杰出青年科學基金B類，2010年獲中國僑界“創新人才”貢獻獎，2011年被選為美國物理學會會士，2014年獲湯森路透中國引文桂冠獎和科研團隊獎。
目前的研究課題及展望:
1、對鐵基超導體做進一步系統的研究，爭取在超導機理方面取得重要的成果。
2、開展對拓撲量子材料、銅基超導體、重費米子材料的研究。
3、通過原位薄膜生長和測量，努力實現界面超導研究的突破。
4、研制世界一流的儀器設備。
高鴻鈞，男，1963年8月生，1994年北京大學理學博士，現為中科院物理研究所研究員，博士生導師，副所長。國家973計劃咨詢專家組成員，國際真空科學、技術與應用聯合會（IUVSTA）納米科學委員會主席，美國Appl. Phys. Lett.雜志副主編。曾在美國和歐洲的著名科研單位做訪問教授和學術顧問。國家杰出青年基金獲得者和國家基金委優秀群體學術帶頭人。2011年當選中國科學院院士，2012年當選發展中國家科學院院士。榮獲了2011榮獲2012年度“何梁何利基金科學與技術進步獎”，2010年德國“洪堡研究獎”，2009年第三世界科學院“物理獎”，2008年全球華人物理學會“亞洲成就獎”和“國家自然科學獎”二等獎等。
主要研究方向:
未來信息科學中的基本物理問題；納米量子結構及其操控；有機功能分子及其復合納米體系的組裝；掃描隧道顯微術在量子結構構造中的應用；石墨烯材料、物理與器件。
過去的主要工作及獲得的成果:
在納米體系的構造、結構表征與物性研究中，高鴻鈞及其研究團隊做出了一系列在國際上有影響力的工作。(1) 在超高密度信息存儲材料與特性的研究方面實現了單個分子尺度上的超高密度信息存儲。該項研究從1996年始至今一直持續居國際前沿地位，相關工作在2000年被美國物理學會選為Phys. Rev. Focus和Science News的研究亮點， 稱其為“奔向下一代的CD (Toward the next generation CD)；其后Nature Materials和 Nature Nanotechnology相繼亮點報道了進一步的穩定的、重復的、超高密度信息存儲的工作，“在國際上首次在單個Rotaxane類分子水平上實現的穩定的超高密度信息存儲”。(2) 在STM成像機制方面，通過改進STM針尖，在國際上首次用STM同時清晰地分辨出Si(111)7×7表面單胞中的所有原子，顯示了自STM發明20年以來最高分辨的Si(111)7×7表面的STM圖像，理論計算揭示了通過對STM針尖的修飾改進，可以獲得表面納米結構中更加精細的電子結構信息。(3) 在不同金屬表面成功制備了高度有序的、連續的、單晶石墨烯（graphene）薄膜；觀測到石墨烯的量子特性，研究了石墨烯的輸運性質，并利用這種單層石墨烯作為模板控制原子和分子量子結構。石墨烯方面的研究成果2009年被Nature Nanotechnology等作為研究亮點報道。
目前的研究課題及展望:
正在進行有關納米電子材料與器件的制備與表征，納米信息器件的構造與物性的基礎研究，承擔國家“973”、“863”、基金委重點和重大國際合作的項目，研究課題有：
1. 納米電子器件基本功能單元的構造與物性；
2. 超高密度信息存儲/分子存儲的材料、技術及相關物理問題；
3. 有機-無機復合體系自組織結構的實驗與生長動力學；
4. UHV-STM研究固體表面納米結構及其在表面上的自組織生長；
5. 低維生物體系的制備與物性；
6. 高質量石墨烯材料制備，物性及其器件。
參考文獻：
Dongfei Wang, Lingyuan Kong, Peng Fan, Hong Ding, Hong-Jun Gao et al. Evidence for Majorana bound states in an iron-based superconductor. Science 2018.
http://science.sciencemag.org/content/early/2018/08/15/science.aao1797?rss=1
