2024年9月13日晚酒色网，由北京大学物理学院、北京当代物理盘问中心把持的“北京大学物理学科荒芜东谈主才培养筹划讲堂：名师面对面”（第二十七期）在北京大学理科教学楼203教室举行。中国科学院物理盘问所盘问员高鸿钧院士应邀栽植“基于铁基超导体的有序和可调控的马约拉纳零能模格点阵列”（Ordered and Tunable Majorana-zero-mode Lattice in Iron-based Superconductors）。本期讲堂由北京大学物理学院院长、北京当代物理盘问中心副主任高原宁院士主抓。
马约拉纳费米子是由物理学家马约拉纳（E. Majorana）于1937年预言的一种基本粒子，具有电中性且反粒子是其自己。在凝华态物理的材料体系中，被拓扑颓势管理的马约拉纳准粒子，其产生褪色算符温和自共轭联系，不息呈现出零能电导信号，被称为马约拉纳零能模。表面证明，马约拉纳零能模温和非阿贝尔苟且子统计规则，对其进行编织操作，被合计是杀青容错拓扑量子揣度的主要旅途。发现马约拉纳零能模，是世界科技前沿竞争热烈的政策制高点之一。
与超导-半导体纳米线、磁性原子链、拓扑绝缘体/超导异质结等材料体系比拟，铁基超导体具有单一组分、高温超导、本征拓扑等优异性能，不错幸免复杂的材料结构瞎想和极低温的不雅测要求等，是盘问马约拉纳零能模的理思载体。尽管东谈主们已在Fe(Te0.55Se0.45)、(Li0.84Fe0.16)OHFeSe、CaKFe4As4及杂质援助的锂铁砷（LiFeAs）中发现了马约拉纳零能模，然而，这些材料体系存在由于自掺杂引起的身形不均一、涡旋阵列无序且不行控、拓扑涡旋占比低等瓶颈，侵犯了进一步盘问和应用。因此，若何获取大面积、高度有序且可调控的马约拉纳零能模阵列，是面前铁基超导马约拉纳领域亟待治理的问题之一。
高鸿钧示意，马约拉纳零能模的阵列和互相作用不错被外磁场很好地调控，为下一步杀青马约拉纳零能模编织及拓扑量子揣度奠定了坚实基础
高鸿钧来源重心解释了团队针对LiFeAs开展的精细、深切的盘问。推行发现，应力不错调换出大面积、高度有序且可调控的马约拉纳零能模格点阵列：一是，晶体中的当然应力可调换产生双轴电荷密度波条纹，沿着Fe-Fe和As-As晶格见解，其波长永别为λ1～2.7 nm和λ2～24.3 nm。二是，波长为λ2的双轴电荷密度波对超导能隙具有明显的调制作用，即当施加垂直于样品名义的磁场后，酿成的磁通涡旋沿途被钉扎在超导序较弱的As-As见解电荷密度波条纹上，酿成有序的涡旋阵列。三是，双轴电荷密度波的存在可裁减晶体对称性，从而更动了费米能级隔壁的拓扑能带结构，使得尽头90%的磁通涡旋中心具有马约拉纳零能模，酿成高度有序的马约拉纳零能模阵列。四是，这种有序的马约拉纳零能模阵列可被外磁场调控，跟着磁场增多，涡旋间距减小，马约拉纳零能模之间的互相作用启动突显。这些盘问效果标明，大面积、有序、可调的马约拉纳零能模阵列不错在LiFeAs中巩固存在，为杀青拓扑量子揣度提供了伏击的高质料盘问平台。
随后，高鸿钧借助直不雅的视频演示先容了团队近些年来围绕低维纳米功能材料的分子束外延可狂放备、滋长机制、物性调控过火在改日信息工夫中的旨趣性应用所作念出的一系列具有海外率先水平的代表性责任。
高鸿钧率领团队在低维纳米量子体系构造与物性调控方面伸开系统盘问，为低维量子结构的构造、物性调控过火旨趣性应用奠定了基础
举例，愚弄自主瞎想拼装、具有海外顶尖水平的极低温强磁场扫描纯正显微镜/谱长入系统，通过相聚可控更动针尖与FeTe0.55Se0.45单晶样品之间的隧穿耦合强度，不雅测到磁通涡旋中马约拉纳零能模的近量子化电导平台特征，给出了铁基超导体中存在马约拉纳零能模的要害性实考据据。
又如，通过扫描探针操控工夫初次杀青了对石墨烯纳米结构的原子级精确的可控折叠，构筑出一种新式的准三维石墨烯纳米结构；应用扫描纯正谱与第一性旨趣揣度细目了折叠石墨烯的纳米结构的精确原子构型与局域电子态结构，发现通过石墨烯“纳米折纸术”得到的准一维纳米管异质结具有不同的能带罗列神气。
以及，汲取分子束外延滋长要津制备出大面积、高质料的石墨烯及类石墨烯二维原子晶体材料（硅烯、锗烯、铪烯、锑烯等）。这些材料体系大批为海外上初次创制，不仅丰富了二维原子晶体材料库，况兼为探索其物理特点和潜在的应用奠定了基础。随后，发展了一种构建纳米级精确章程图案的要津，初次构筑出两种基于过渡金属硫族化合物、具有选拔性功能化特点的“纳米圭臬的当然图案”材料（二硒化铂、硒化铜）。
现场师生千里浸在低维纳米功能材料的新奇物理表象中
课后，高鸿钧就扫描纯正显微学过火在低维量子结构盘问中的应用、构建通用量子揣度机亟需攻克的难关等恢复了同学们的发问。他证实了上世纪九十年代在北京大学无线电电子学系侍从吴全德院士、薛增泉熟悉攻读博士盘问生，在中国科学院北京真空物理推行室创建纳米物理与器件盘问团队的早期学术成长资历，共享了我方三十年来在对未至之境的前沿探索中所面对的挑战、在对科学行状的执着遵照中所成绩的“从0到1”的打破，以及在“基础”和“交叉”的融通并进中将“不行能”变成“可能”的越过。他援用费曼（R. P. Feynman）一篇经典演讲的标题“于微纳处宇宙宽”（There is plenty room at the bottom: an invitation to enter a new field of physics），邀请年青有为的北大物理东谈主加入“锦绣远景”的纳米材料领域。
高鸿钧（一瞥左三）、高原宁（一瞥左一）等与物理学院2024级重生相聚在中秋节前夜的课堂上
年轻的母亲在线固态量子器件北京市重心推行室副主任廖志敏熟悉、北京大学物理学院院长助理马文君熟悉及物理学院、电子学院磋商专科盘问生和博士后现场出席酒色网。
