寻找马约拉纳费米子：一桩物理学“悬案”终被破解(2)

这是第一次在单一块体超导材料中发现高纯度的马约拉纳费米子，相比其他体系，该体系拥有更高温、更纯净、结构更简单的优点，同时，为马约拉纳费米子的研究开辟了新方向。

它的意义十分重要。

张首晟说，这项发现科学意义十分重大，大大推动了铁基超导的研究与马约拉纳费米子的研究。

诺贝尔物理学奖得主、美国科学院院士安东尼·莱格特认为，这次的实验比许多以前的实验更清晰，相信它是第一个可信的证明超导体中拥有马约拉纳准粒子的证据。

麻省理工学院讲习教授、美国科学院院士文小刚表示，它有很高的稳定度，这是一个重要的发现，使铁基超导材料有可能应用于构建对环境干扰免疫的拓扑量子计算机。

2019年年初，这项成果被中国科学院院士和中国工程院院士们列为“2018年中国十大科技进展”之一。

热爱+努力

成功的故事总是相似的。一项重大成果的取得，背后一定由无数个默默奋斗的深夜累积而成。

范朋和王东飞对整个实验经历记忆深刻。该研究始于2017年4月，从那时起，每天实验室-食堂-宿舍“三点一线”就成了他们的“日常”，时不时地通宵作为“加菜”。王东飞是范朋的师兄、2013级博士研究生，也是论文的第一共同作者。

这个实验需要利用He-3极低温强磁场扫描隧道显微镜对FeTe0.55Se0.45单晶样品进行观察。

一开始，他们并不知道哪些单晶样品能出“好的结果”，只能不断地尝试，一共测试了47块样品。5月，王东飞和范朋在尝试测试第二批样品时，电脑屏幕上突然显示出了一丝丝“小火苗”般马约拉纳费米子的迹象，他们很是惊喜，但同时也深知，这只是迹象，数据质量并不够好。

一个月后的6月5日，他们终于获得了第一套比较“漂亮”的数据——纯粹且不受干扰。他们立刻向高鸿钧和丁洪两位老师汇报了结果，老师们当即表示，这就是马约拉纳束缚态。

然而，他们并没有止步于此，科学家对于“纯”的追求永无止境。在导师的指导下，他们利用更高分辨率的He-3极低温强磁场扫描隧道显微镜完善数据。

“我们必须要快。”范朋说。因为，国内外还有很多个团队也在同时开展相关研究。

那是一段艰辛时光。王东飞、范朋、孔令元早上9点开始工作，时常在深夜12点甚至更晚才回宿舍或回家。而遇到关键时期——数据采集时，需要操作人员不间断地观察，每隔几分钟就需要分析一次数据，并及时调整测量参数，为了尽快拿到高质量结果，范朋与王东飞，以及孔令元3人轮班通宵，每个晚上2人一起结伴操作。而每找到一个好样品就要排一次班，每次持续2~3周的时间。

那也是一段充满成就感的时光，对他们来说，当看到数据一点点逼近理想值，所有辛苦早已烟消云散。

“传帮带”打造最强团队

包括这次首次在超导块体中发现马约拉纳任意子，高鸿钧团队在凝聚态物理及其应用领域创造了许多个“首次”和“第一”。

他们提出了基于单晶表面外延的高质量、大面积的石墨烯生长技术，在国际上率先实现了在Ru(0001)表面获得缺陷可控、1个厘米大小的、连续的单晶石墨烯；首次成功构筑了新型二维过渡金属单硫化物——单层硒化铜；在国际上首次实现单个自旋量子态的可逆操控及其在超高密度量子信息存储中的原理性应用；在国际上首次实现了朗德g因子原子尺度的空间分辨……

优秀成绩的取得，离不开一个好的团队成长机制，高鸿钧有自己的“带团”秘诀，而这个方法，能让每一位科研“新手”迅速成长。