将超导性和铁磁性融合于单一材料中，有望为下一代器件带来无与伦比的量子特性。清华大学物理系张定、南方HTH官网地址 大学薛其坤等团队合作通过电场控制的锂离子插层技术，成功在铁硒（FeSe）薄膜中实现了超导与铁磁的高温共存：超导转变温度（T_sc）达45 K，铁磁居里温度（T_m）超过225 K，且两者可在同一材料中通过电场可逆切换。研究结合电输运测量、扫描超导量子干涉仪（sSQUID）磁成像和理论计算，首次在微观尺度证实了超导与铁磁的均匀共存，并观察到面内磁场下超导增强的反常现象，暗示可能存在自旋三重态配对机制。理论计算进一步表明，约50%的锂掺杂会诱导FeSe基态向铁磁态转变。相关研究成果以Lithium intercalated FeSe as a high-temperature superconducting ferromagnet为题，于8月7日在线发表于Nature Communications。
核心创新点
1.实现了迄今最高温度的超导-铁磁共存（T_sc = 45 K，T_m > 225 K）；
2.开发了电场可逆调控超导与铁磁态的方法；
3.通过sSQUID成像直接证实两种序在微米尺度的空间共存；
4.发现面内磁场增强超导的现象，为高温自旋三重态配对提供实验线索；
5.理论预测锂掺杂FeSe的铁磁不稳定性，为材料设计提供依据。
图1.样品器件示意图以及电场调控下无磁低温超导态与高温超导铁磁态间的来回切换
图2.超导与铁磁共存的材料体系。红色菱形代表本工作中报道的高温超导铁磁体
