Fe$_{1+y}$Te$_{1-x}$Se$_{x}$ 上的磁性、超导性及拓扑表面态

利用非阿贝尔统计实现无错误量子计算的思想，引发了近期关于 FeTe$_{0.55}$Se$_{0.45}$ 中拓扑表面超导性与马约拉纳零模（MZMs）报道的广泛关注。一个相关谜题是，拓扑特征与超导性质在样品表面并非均匀观测到。理解并实际调控这些电子不均匀性，是潜在应用面临的突出挑战。在此，我们结合中子散射、扫描角分辨光电子能谱（ARPES）以及微区成分与电阻测量，表征 Fe$_{1+y}$Te$_{1-x}$Se$_{x}$ 的电子态。我们建立相图，其中超导性仅在足够低的 Fe 浓度下观测到，并伴随明显的反铁磁关联，而共存的拓扑表面态仅在足够高的 Te 浓度下出现。我们发现 FeTe$_{0.55}$Se$_{0.45}$ 非常接近两条相边界，这解释了超导与拓扑态的不均匀性。我们的结果展示了在实际应用中利用拓扑 MZMs 所需的成分调控。