然而,马约拉纳费米子的磁性非常弱,要探测到它需要有更加灵敏、更低温度的扫描隧道显微镜。目前,上海交通大学研究团队拥有的仪器还达不到所需要的低温(40mK,比绝对零度只高0.04K)。怎么办?他们一方面积极为实验进行准备,摸索样品生长条件,准备磁性针尖等。另一方面,他们四处联络,寻找有条件的单位。结果很幸运,在微结构科学与技术2011协同创新中心内,发现南京大学刚刚建设一台40mK的扫描隧道显微镜系统,可以为该实验提供了一个充分的实验条件。
随后,团队研究人员按照预先设计好的方案,用自旋极化的扫描隧道显微镜在
“人造拓扑超导薄膜”表面的涡旋中心进行了仔细测量。2015年底,贾金锋团队及其合作者终于直接观察到了马约拉纳费米子存在的有力证据。“在实验中,我
们观察到了由马约拉纳费米子所引起的特有自旋极化电流, 这是马约拉纳费米子存在的确定性证据。”
此后,他们又很快与协同创新中心的另外一个成员单位浙江大学合作,进行理论计算等。在2016年初,研究团队发现理论计算的结果完全支持实验观测到的结果。通过反复对比实验,发现只有马约拉纳费米子才能产生这种自旋极化电流的现象。至此,马约拉纳费米子的神秘面纱终于被揭开,贾金锋表示,这是他们的实验首次观测到马约拉纳费米子的自旋相关性质, 同时也提供了一种用相互作用调控马约拉纳费米子存在的有效方法,还为观察神秘的马约拉纳费米子提供了一个直接测量的办法。
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