理论学家指出在拓扑超导体中的磁通涡旋中⼼存在⻢约拉纳零能模，可以实现拓扑量⼦计算。对磁通涡旋中⼼⻢约拉纳零能模的编织操纵是实现拓扑量⼦计算的重要⼀步，但在实验上具有⾮常⼤的挑战性。⽬前，实验上确认磁通涡旋中⼼⻢约拉纳零能模主要依赖极低温扫描隧道显微镜的局域测量，受空间不均匀性影响，实现磁通涡旋纳⽶尺度的操控⾄关重要。
然⽽，⽬前实验上已报道的利⽤局域磁⼒和局域热效应等磁通涡旋⽅式操纵精度都在百纳⽶到微⽶量级，且⽆法同时对磁通涡旋内的量⼦态进⾏原位表征。因此，探索纳⽶尺度精准操控的磁通涡旋操控⽅式是⻢约拉纳零能模研究的重要课题之⼀。近年来，中国科学院物理研究所/北京凝聚态物理国家研究中⼼⾼鸿钧研究团队致⼒于铁基超导上⻢约拉纳零能模的研究。
该团队与丁洪研究员等合作利⽤该团队的超⾼真空-极低温-强磁场-扫描隧道显微镜，⾸次在铁基超导Fe(Te,Se)表⾯磁通涡旋上观测到⻢约拉纳零能模，揭示了⻢约拉纳零能模存在的拓扑机理，观测到近量⼦化电导平台，并在Fe(Te,Se)表⾯铁原⼦上实现⻢约拉纳零能模和Yu-Shiba-Rusinov电⼦态的可逆转变。
除了Fe(Te,Se)之外，他们还在其它多种铁基超导体表⾯的磁通涡旋内观测到⻢约拉纳零能模，并在⾃然应⼒的LiFeAs单晶表⾯获得⼤⾯积、⾼度有序且可调控的⻢约拉纳零能模阵列。最近，⾼鸿钧研究团队对铁基超导体中磁通涡旋的操纵进⾏了深⼊研究。该团队的博⼠后范朋和陈辉副研究员等对FeTe0.55Se0.45进⾏低温解理，利⽤低温下应⼒较弱的耗散，在表⾯可控⽣成了纳⽶尺度的⼀维褶皱。
由于褶皱上的应⼒对库伯对的压制，磁通涡旋可以被钉扎在褶皱上。通过扫描探针操控技术，他们实现了对褶皱的纳⽶尺度精准的裁剪和移动；由于褶皱对磁通涡旋的钉扎作⽤，进⽽实现了对磁通涡旋的精准操纵。随后，该团队的周兴泰同学等发现这种可控操纵⽅式可以扩展到另⼀种铁基超导体LiFeAs中。利⽤扫描隧道谱，他们在两种材料中的部分被褶皱钉扎的磁通涡旋内均观测到了零能峰。
该⼯作⾸次在铁基超导中实现了对磁通涡旋的纳⽶尺度精准操纵，能同时原位探测涡旋内量⼦态，并可推⼴到其他层状超导材料。基于这种技术，可以对磁通涡旋进⾏编织操纵，甚⾄⼈⼯构筑涡旋阵列，如蜂窝结构、笼⽬结构等，并研究操纵后涡旋量⼦态的相互作⽤。该研究⼯作对未来量⼦计算的应⽤具有重要价值。
该研究成果以“Nanoscale Manipulation of Wrinkle-Pinned Vortices in Iron-Based Superconductors”为题，在线发表在Nano Letters杂志上。范朋博⼠、陈辉副研究员和周兴泰同学为共同第⼀作者，⾼鸿钧为通讯作者。
美国布鲁克海⽂实验室的Gu Genda教授提供了⾼质量FeTe0.55Se0.45单晶，物理所靳常⻘和望贤成提供了⾼质量LiFeAs单晶。该⼯作得到了国家⾃然科学基⾦、科技部和中国科学院的⽀持。