一块化合物碲化铁（FeTe）薄膜样本——图像中央透明基底上的暗区——利用分子束外延法制作。长期以来，FeTe被认为是普通磁性金属，研究人员现在证明，将FeTe的薄膜暴露在碲蒸气中，可以消除因材料晶体结构中过量铁原子而产生的杂质，揭示了FeTe是一种超导体。图片来源：Chang实验室 / 宾夕法尼亚州立大学
铁碲化物 FeTe 突破性发现：隐藏过量铁原子被移除后展现超导性
宾夕法尼亚州立大学常崔祖教授团队发表两篇《自然》杂志论文，首次确认 FeTe 为超导体，并揭示莫尔超晶格“量子舞蹈”现象
重要突破：铁碲化物 FeTe 被确认为超导体在一项突破性研究中，宾夕法尼亚州立大学物理学教授常崔祖（Cui‑Zu Chang）领导的团队于4月在《自然》杂志连番发表的两篇论文中首次确认铁碲化物 FeTe（FeTe）——一种长期被认为是普通磁性金属的化合物——实际上是一种超导体。
“与众所周知的铁基超导体铁硒化物 FeSe 相比，FeTe 的晶体结构几乎相同，却长期被认为没有超导性。” — 常崔祖
“关于为何 FeTe 没有展现这一重要特性，至今一直是个谜。” — 常崔祖
研究发现：隐藏的过量铁原子掩盖超导性研究团队采用分子束外延技术制备了高纯度的 FeTe 薄膜。随后，利用扫描隧道显微镜（STM）对样品进行原子尺度观察，发现晶格中嵌入了额外的铁原子。
“这些过量铁原子破坏了 FeTe 中铁与碲原子一比一的理想比例，扰乱了磁性与超导性之间的平衡。” — 常崔祖
为去除这些过量铁原子，团队将 FeTe 薄膜暴露在碲蒸汽环境中，精确调控了材料纯度。随后得到的理想 FeTe 在约 13.5 K（≈ -259 °C，≈ -435 °F）的临界温度下显示出超导性，首次证实其零电阻特性。
“过量铁原子掩盖了 FeTe 的超导性，导致人们长期将其视为普通磁性金属。” — 常崔祖
这一发现重新定义了含铁化合物的相图，并提示在其他相关材料中，隐藏的超导态或竞争磁序可能被无序掩蔽，去除或精细控制无序将是揭示和稳定隐藏超导态的关键。
通过莫尔超晶格精细调控超导态在第二篇论文中，团队在已确认的超导 FeTe 上生长了不同晶格结构的薄层，形成了莫尔超晶格。晶格不匹配产生的莫尔超晶格显著改变了 FeTe 的超导特性。
“界面处晶体结构的不匹配产生了我们所称的莫尔超晶格，从而改变了 FeTe 的超导性质。” — 常崔祖
利用 STM，研究人员直接观察到超导电流在莫尔超晶格中呈现重复的液滴状模式——他们称之为“量子舞蹈”——该模式可通过改变顶层材料实现精细调节。
“晶格结构在超导体中的作用往往被忽视。” — 常崔祖
“我们的研究鼓励重新关注超导性与晶格结构之间的相互作用，并强调莫尔界面工程可能成为调节超导性和设计下一代量子材料的强大工具。” — 常崔祖
结语这项研究不仅证实了铁碲化物 FeTe 的超导性，更为未来通过无序控制和莫尔超晶格工程实现超导体性能优化提供了重要思路。研究团队将继续探讨在其他含铁相关材料中是否存在类似的隐藏超导态，并尝试通过层状设计实现超导态的可调控。
勇编撰自论文"Stoichiometric FeTe is a superconductor".Nature.2026相关信息，文中配图若未特别标注出处，均来源于自绘或公开图库。