1937年，物理学家埃托雷·马约拉纳把描写费米子的基本运动方程分解成电荷共轭不变的两部分，得到了“自己是自己的反粒子”的马约拉纳费米子。八十一年来，马约拉纳费米子的相关研究一直是物理学最前沿的问题之一。高能物理领域一直在寻找中微子是马约拉纳费米子的实验证据，如果证实，将是继发现希格斯波色子后的又一重大发现。近二十年来凝聚态物理领域涌现出许多激动人心的理论预言以及新奇实验现象。
固体材料中的新奇费米子研究成为了近年来凝聚态物理和拓扑材料领域的一大热点。凝聚态物理中寻找马约拉纳准粒子仍然是一个悬而未决的问题。马约拉纳费米子具有电中性。可以利用超导体准粒子电子空穴混合的性质妥善调制，实现符合马约拉纳费米子行为的准粒子激发。早在2000年左右，理论学家就预言零维的马约拉纳束缚态和一维的马约拉纳手性模式存在于p波超导体中。
2008年，宾夕法尼亚大学的Liang Fu和C. L. Kane开创性地利用超导近邻效应，诱导非简并的狄拉克拓扑表面态打开s波超导能隙，他们理论论证了马约拉纳束缚态存在于磁通涡旋中。这一可行的实验方案激起了凝聚态领域的广泛兴趣。2014年，中国科学院物理研究所/北京凝聚态物理国家研究中心丁洪研究组通过对强关联铁基超导体FeTe0.55Se0.45进行能带表征，实验发现了狄拉克锥表面态的初步迹象。
2016年美国斯坦福大学张首晟研究组通过理论计算，进一步预言在合适的条件下FeTe0.5Se0.5的磁通涡旋中会出现马约拉纳束缚态。2017年丁洪研究组与日本东京大学合作，利用超高分辨角分辨光电子能谱证实了拓扑表面态的存在并研究了拓扑能带的性质。
从2017年4月开始，丁洪研究员和高鸿钧院士紧密合作，他们共同指导博士生王东飞、孔令元、范朋、朱诗雨等在高鸿钧研究组自主设计、集成组装的两台独立的He-3极低温强磁场扫描隧道显微镜联合系统上开展工作。通过对大量样品进行百余次He-3低温STM测量，成功在FeTe0.55Se0.45单晶的磁通涡旋中实现了零能马约拉纳束缚态的大量重复观测。这使得快速获取大量实验数据成为可能。