在高温超导材料研究中,铁硒(FeSe)化合物因层状结构简单、电子性质易调控,一直是重要研究对象;但在传统制备工艺下,间隙铁含量只要达到约3%,就可能完全破坏超导性能,成为限制材料继续应用的关键瓶颈。围绕该难题,中科院物理所陈小龙院士领衔团队历时三年,提出“水热离子交换-脱嵌”合成路线。该方法突破了传统平衡态合成的约束,将间隙铁含量提升至11%,刷新了该体系纪录。实验表明,这种亚稳态结构的Fe₁.₁₁Se单晶在常压下的超导起始温度达到30.4K,性能明显优于常规FeSe。
从“少量间隙铁会破坏超导”的既有认识,到“间隙铁可成为调控自由度”的实验证据出现,该变化提示了材料研究的一条重要路径:当平衡态合成触及边界时,亚稳态合成与极端条件实验往往能带来新的突破。对FeSe及更广泛的铁基超导体系而言,如何在成分、结构与外场作用之间建立更清晰的因果链条,将影响下一步进展的深度与速度。