研究最高温铁基超导体，发现驱动材料进入超导状态的新机制

某些条件下（通常是极低温），一些材料会改变结构并出现超导行为，这种结构转变被称为“向列转变”，而物理学家曾怀疑，有另一种新方法可驱动材料进入电子完全无摩擦流动的超导状态。现在，麻省理工学院团队在研究二维材料硒化亚铁（FeSe）时，确定一类超导体经历向列转变的关键差异。

硒化亚铁是最简单的铁基超导体，也是已知超导转变温度最高的铁基超导体，该材料在接近零下 200℃ 时会转变为超导状态，此临界值已高于大多数超导材料。当材料展现超导性的温度越高，在现实世界的应用前景就越大，比如实现强大电磁体，用于更精确的核磁共振仪或高速磁悬浮列车。

首先我们需要了解驱动硒化亚铁经历向列转变的开关。

近年来，物理学家以向列性来描述驱动材料进入超导状态的转变，电子之间的强相互作用导致材料像拉糖一样在特定方向无限拉伸，电子能在该方向自由流动，其中最大问题在于是什么作用引起拉伸。

在其他铁基超导材料中，科学家观察到当单个原子自旋磁矩自发转向时会引起拉伸，但麻省理工学院团队发现硒化亚铁透过一种全新机制拉伸：不是原子经历自旋转移，而是轨道能量整体移动。

硒化亚铁中，电子可以随机选择占据铁原子周围 2 种轨道状态之一，而团队发现当硒化亚铁拉伸时，所有电子开始压倒性偏爱其中一种轨道状态，象征一种新的向列性与超导机制。

该研究证明了当涉及电子自旋与轨道向列性，过程存在不同基础物理学，对寻找新型超导体来说非常重要。新论文发表在《自然材料》（Nature Materials）期刊。