拓扑学、超导性和磁性之间的相互作用有望在量子材料中带来大量奇异和不寻常的现象。Fe-硫属化物超导体 FeTe_xSe_1-x 家族由于其固有的拓扑能带结构、高温超导性和非常规配对对称性而与此领域直接相关。尽管有巨大的希望和期望，但 FeTe_xSe_1-x 的局部磁特性在很大程度上仍未被探索，这阻碍了对其潜在材料特性的全面了解。近日，加州大学圣地亚哥分校Chunhui Rita Du等利用金刚石中的氮空位 (NV) 中心，报道了由剥落的 FeTe_xSe_1-x 薄片产生的磁通量的纳米级量子传感和成像，证明了 FeTe_xSe_1-x（FeTe_0.7Se_0.3 ，FTS）中的超导性和铁磁性之间的强相关性。

本文要点：

1）通过NV Rabi振荡测量，作者直接对 FTS 中超电流的空间分布进行了成像。通过磁共振的 NV 光学检测 (ODMR) 和弛豫技术测量杂散磁场和波动，作者证明了 FTS 中超导性和铁磁性之间的强相关性。

2）该工作建立的拓扑超导体中超导性和铁磁性的共存为探索量子材料中的奇异自旋和电荷传输现象开辟了新的机会。NV 中心和 FeTe_xSe_1-x 之间已证明的耦合也可以应用于开发下一代基于固态的量子信息技术的混合架构。

Nathan J. McLaughlin, et al. Strong Correlation Between Superconductivity and Ferromagnetism in an Fe-Chalcogenide Superconductor. Nano Lett., 2021

DOI: 10.1021/acs.nanolett.1c02424

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.nanolett.1c02424