第一作者：Dongfei Wang, Lingyuan Kong, Peng Fan
通讯作者：丁洪, 高鸿钧
通讯单位：中科院物理所/北京凝聚态物理国家实验室
研究亮点：
铁基超导中发现马约拉纳束缚态证据
马约拉纳费米子是建造量子计算机的最完美的粒子，长期以来，科学界从未停止对马约拉纳边界态的追寻，就是因为对量子计算的期待。实现马约拉纳费米子的一种实现方式，就是通过拓扑材料，包括拓扑绝缘体或拓扑超导体。
中国在高温超导领域一直是世界的领跑者。2016年，中国科学技术大学合肥微尺度物质科学国家实验室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，首次发现了铁基高温超导材料FeSe/SrTiO3中的一种新型一维拓扑边界态。
2018年8月17日凌晨，Science在线发表了中科院物理所/北京凝聚态物理国家实验室高鸿钧和丁洪团队关于铁基超导中发现马约拉纳束缚态证据的最新成果。
图1. FeTe0.55Se0.45的能带结构和漩涡核心
研究人员利用扫描隧道谱学技术观测铁基超导FeTe0.55Se0.45的超导狄拉克表面态，发现了涡漩核心存在尖锐的零偏峰，即便从旋涡中心移走，峰也不会分裂。这个峰在不同的磁场、温度以及隧道势垒下的演化和马约拉纳边界态保持一致，和非拓扑边界态完全不同。
总之，这项研究为在高温下实现和操纵马约拉纳边界态提供了广阔的平台。
图2. ZBPs能量图和空间分布
图3. ZBPs温度变化和隧道势垒
作者简介：
简介:
丁洪，现为中国科学院物理所研究员，北京凝聚态国家实验室常务副主任和首席科学家。1990年毕业于上海交通大学，于1995年获美国伊利诺伊大学芝加哥分校的物理博士。1995年9月至1998年8月在美国阿贡国家实验室作博士后。1998年9月至2008年5月在美国波士顿学院大学物理系历任助理教授、副教授、正教授。
主要研究方向:
主要用角分辨光电子能谱研究新奇超导体和强关联电子材料的电子结构和电子激发性质。
过去的主要工作及获得的成果:
主要利用角分辨光电子能谱（ARPES） 研究高温超导体和拓扑材料的电子结构和物理机理，取得了多项国际同行认可的重要成果，特别是在铜基高温超导体赝能隙、铁基超导体超导序参量对称性、外尔费米子在固体材料中的发现中做出了开创性的工作。发表了200多篇学术论文，其中高端杂志文章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引用超过11000次，H-引用指数为53，在国际学术会议作邀请报告超过90次。1995年获美国威斯康星同步辐射中心的阿拉丁光源奖，1999年获美国的斯隆奖，2003获美国波士顿学院杰出科研成就奖，2005年获中国国家杰出青年科学基金B类，2010年获中国侨界“创新人才”贡献奖，2011年被选为美国物理学会会士，2014年获汤森路透中国引文桂冠奖和科研团队奖。
目前的研究课题及展望:
1、对铁基超导体做进一步系统的研究，争取在超导机理方面取得重要的成果。
2、开展对拓扑量子材料、铜基超导体、重费米子材料的研究。
3、通过原位薄膜生长和测量，努力实现界面超导研究的突破。
4、研制世界一流的仪器设备。
高鸿钧，男，1963年8月生，1994年北京大学理学博士，现为中科院物理研究所研究员，博士生导师，副所长。国家973计划咨询专家组成员，国际真空科学、技术与应用联合会（IUVSTA）纳米科学委员会主席，美国Appl. Phys. Lett.杂志副主编。曾在美国和欧洲的著名科研单位做访问教授和学术顾问。国家杰出青年基金获得者和国家基金委优秀群体学术带头人。2011年当选中国科学院院士，2012年当选发展中国家科学院院士。荣获了2011荣获2012年度“何梁何利基金科学与技术进步奖”，2010年德国“洪堡研究奖”，2009年第三世界科学院“物理奖”，2008年全球华人物理学会“亚洲成就奖”和“国家自然科学奖”二等奖等。
主要研究方向:
未来信息科学中的基本物理问题；纳米量子结构及其操控；有机功能分子及其复合纳米体系的组装；扫描隧道显微术在量子结构构造中的应用；石墨烯材料、物理与器件。
过去的主要工作及获得的成果:
在纳米体系的构造、结构表征与物性研究中，高鸿钧及其研究团队做出了一系列在国际上有影响力的工作。(1) 在超高密度信息存储材料与特性的研究方面实现了单个分子尺度上的超高密度信息存储。该项研究从1996年始至今一直持续居国际前沿地位，相关工作在2000年被美国物理学会选为Phys. Rev. Focus和Science News的研究亮点， 称其为“奔向下一代的CD (Toward the next generation CD)；其后Nature Materials和 Nature Nanotechnology相继亮点报道了进一步的稳定的、重复的、超高密度信息存储的工作，“在国际上首次在单个Rotaxane类分子水平上实现的稳定的超高密度信息存储”。(2) 在STM成像机制方面，通过改进STM针尖，在国际上首次用STM同时清晰地分辨出Si(111)7×7表面单胞中的所有原子，显示了自STM发明20年以来最高分辨的Si(111)7×7表面的STM图像，理论计算揭示了通过对STM针尖的修饰改进，可以获得表面纳米结构中更加精细的电子结构信息。(3) 在不同金属表面成功制备了高度有序的、连续的、单晶石墨烯（graphene）薄膜；观测到石墨烯的量子特性，研究了石墨烯的输运性质，并利用这种单层石墨烯作为模板控制原子和分子量子结构。石墨烯方面的研究成果2009年被Nature Nanotechnology等作为研究亮点报道。
目前的研究课题及展望:
正在进行有关纳米电子材料与器件的制备与表征，纳米信息器件的构造与物性的基础研究，承担国家“973”、“863”、基金委重点和重大国际合作的项目，研究课题有：
1. 纳米电子器件基本功能单元的构造与物性；
2. 超高密度信息存储/分子存储的材料、技术及相关物理问题；
3. 有机-无机复合体系自组织结构的实验与生长动力学；
4. UHV-STM研究固体表面纳米结构及其在表面上的自组织生长；
5. 低维生物体系的制备与物性；
6. 高质量石墨烯材料制备，物性及其器件。
参考文献：
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
