馬約拉納零能模是凝聚態(tài)物理中的一類(lèi)拓撲非平庸準粒子激發(fā)，因其服從非阿貝爾統計規律，被認為是構筑拓撲量子比特的基本單元。在晶體材料體系中尋找并調控馬約拉納零能模是實(shí)現拓撲量子計算的關(guān)鍵步驟，也是凝聚態(tài)物理前沿研究方向之一。近年來(lái)，在拓撲非平庸的鐵基超導體中尋找馬約拉納零能模已經(jīng)取得了長(cháng)足的進(jìn)展。與其他體系（如超導-半導體納米線(xiàn)、磁性原子鏈、拓撲絕緣體/超導異質(zhì)結等）相比，鐵基超導體具有單一組分、高溫超導、本征拓撲等性質(zhì)，避免了復雜的材料結構設計和極低溫的觀(guān)測條件等問(wèn)題，是研究馬約拉納零能模的理想載體。

　　自從鐵基超導體拓撲能帶的發(fā)現以來(lái)，人們在Fe(Te_0.55Se_0.45)、(Li_0.84Fe_0.16)OHFeSe、CaKFe₄As₄以及雜質(zhì)輔助的LiFeAs中均發(fā)現了馬約拉納零能模。然而，這些材料體系存在著(zhù)由于自摻雜帶來(lái)的體態(tài)不均一、渦旋陣列無(wú)序且不可控以及拓撲渦旋占比低等問(wèn)題，阻礙了其進(jìn)一步的研究和應用。如何突破當前研究瓶頸，獲得大面積、高度有序且可調控的馬約拉納零能模陣列，向拓撲量子計算更進(jìn)一步，是當前鐵基超導馬約拉納領(lǐng)域亟待解決的問(wèn)題之一。

　　最近，中國科學(xué)院院士、中國科學(xué)院物理研究所研究員高鴻鈞團隊對鐵基超導體LiFeAs進(jìn)行了更加細致而深入的研究。他們在實(shí)驗上發(fā)現，應力可以誘導出的大面積、高度有序和可調控的馬約拉納零能模格點(diǎn)陣列。其主要發(fā)現有以下幾點(diǎn)。1）晶體中的自然應力可誘導產(chǎn)生雙軸電荷密度波（Biaxial CDW）條紋，沿著(zhù)Fe-Fe和As-As晶格方向，其波長(cháng)分別為λ₁~2.7 nm和λ₂~24.3 nm（圖一）。2）波長(cháng)為λ₂的CDW對超導能隙具有明顯的調制作用，當施加垂直于樣品表面的磁場(chǎng)后，形成的磁通渦旋全部被釘扎在超導序較弱的As-As方向電荷密度波條紋上，形成有序的渦旋陣列（圖二）。3）雙軸電荷密度波的存在使得晶體對稱(chēng)性降低，從而改變了費米能級附近的拓撲能帶結構，使得超過(guò)90%的磁通渦旋中心具有馬約拉納零能模，形成高度有序的馬約拉納零能模陣列（圖三、圖四）。4）這種有序的馬約拉納零能模陣列可被外磁場(chǎng)調控，隨著(zhù)磁場(chǎng)增加，渦旋間距減小，馬約拉納零能模間的相互作用開(kāi)始凸顯（圖四）。

　　這些研究結果表明，大面積有序可調的馬約拉納零能模陣列可以在LiFeAs中穩定存在，為實(shí)現拓撲量子計算提供了重要的高質(zhì)量研究平臺。相關(guān)成果以Ordered and tunable Majorana-zero-mode lattice in naturally-strained LiFeAs為題，在2022年6月8日于《自然》（Nature）發(fā)表。該工作與美國波士頓學(xué)院教授Ziqiang Wang和中科院物理所研究員靳常青等進(jìn)行了合作。物理所靳常青和望賢成提供了LiFeAs單晶。博士研究生李萌、副研究員李更和博士曹路為論文共同第一作者，高鴻鈞和Ziqiang Wang為共同通訊作者。

　　該工作得到科技部、國家自然科學(xué)基金和中科院的支持。