来源：中科院物理所

二元FeSe具有铁基超导家族中最简单的层状结构和易调控的电子结构，是高温超导材料和机理研究的重要体系之一。国内外研究团队先后通过对FeSe施加高压、在FeSe层间插入碱金属或有机-无机分子基团、在SrTiO₃上沉积单层FeSe等手段，大幅提高了超导临界温度（Tc），极大地拓展了FeSe基超导体系。在高温平衡态合成条件下，二元FeSe的超导物性对Fe含量极为敏感，3%的间隙Fe就会完全破坏超导电性。研究FeSe在亚稳态制备条件下的相区及拓展Fe的固溶度，对探索新型FeSe基超导体具有重要意义。

最近，中国科学院物理研究所/北京凝聚态物理国家研究中心先进材料与结构分析实验室A02组陈小龙院士团队设计了一种“水热离子交换-脱嵌”的合成路线，成功制备了含有11%间隙Fe的亚稳态Fe1.11Se超导单晶，见图a。这些高浓度的间隙Fe原子并未破坏超导电性，反而作为有效的“良性”电子掺杂剂，抑制了向列相，将Tc提高到30.4 K，见图b。团队进一步利用高压原位电学输运测量技术，发现了Fe1.11Se的Tc随着压力增加先减小后升高，最小值出现在2-2.6 GPa，见图c。该行为与LiOHFeSe的Tc-P电子相图类似，但截然不同于二元FeSe中Tc随压力升高呈现的“单穹顶”特征。此外，Fe1.11Se在相变压力以下保持n型导电特性（见图d），这与二元FeSe在压力下发生n型向p型导电转变的行为明显不同。

该工作证明了在亚稳态合成条件下，间隙Fe可以作为一种新的自由度来调控FeSe基超导体的电子结构和超导特性，为理解Fe基超导体中载流子类型、磁相互作用与高温超导之间的相互作用提供了新的视角。

Fe1.11Se的实验合成路线示意图。(b) 常压下电阻率随温度的变化，插图为超导部分的放大，箭头标示了30.4 K的超导起始温度。(c) Fe1.11Se单晶的高压超导相图。(d) 50 K时Fe1.11Se的霍尔系数随压力的变化曲线。

相关研究成果以“Superconductivity of 30.4 K and its Reemergence under Pressure in Fe1.11Se Synthesized via Ion-exchange and De-intercalation Reaction”为题，发表在Journal of the American Chemical Society 148, 6695 (2026)。中国科学院物理研究所郭建刚研究员、金士锋研究员和陈小龙院士为共同通讯作者，物理所博士生杨明章和物理所与中国地质大学联合培养的博士生马宇欣为共同第一作者。该研究工作得到了国家重点研发计划、国家自然科学基金、量子科学与技术国家科技重大专项、怀柔综合极端条件实验装置（SECUF）、上海同步辐射光源（SSRF）和中国科学院等项目的资助。