近日，综合极端条件实验装置（SECUF）再次彰显其在物质科学前沿研究中的核心支撑作用。依托该装置的极低温强磁扫描隧道实验站（A7），上海交通大学李政道研究所丁洪院士团队联合中国科学院物理研究所等多个单位，在铁基超导体KFe₂As₂中首次观测到量子磁通涡旋的分数化与斯格明子形成，相关成果发表于国际顶级期刊Science。

    极低温与高分辨扫描隧道谱：SECUF创造关键实验条件

这一重大突破的实现，离不开SECUF所提供的无可替代的实验环境。丁洪研究团队与A7实验站研究人员武睿、于鑫通力合作，首先利用该站低温（~5 K）原位解理技术，在KFe₂As₂表面成功获得高质量“1×1”结构的K终止面（图一），并发现该表面具有强于体内数倍的超导态，为后续在此表面上观测到分数化的超导量子磁通涡旋奠定了重要基础。随后，在20 mK极低温条件下，团队借助高分辨扫描隧道谱学，首次直接观测到来自不同轨道/能带的多个超导能隙（图二C），证实了多超导分量共存的关键特征，与理论提出的分数涡旋来源于不同超导分量相互呼应。

    可逆分数化劈裂：SECUF助力捕获决定性实验证据

更引人注目的是，SECUF实验站的高稳定性和高精度测量能力，使得研究团队不仅复现了随温度升高部分涡旋分数化劈裂的过程，还在降温过程中首次捕捉到分数涡旋重新合并为整数涡旋的可逆转变（图三D）。这一可逆过程为涡旋劈裂起源于内禀的分数化效应提供了决定性实验证据，从根本上排除了涡旋位置涨落、钉扎效应等平庸因素的干扰。

面向未来：SECUF将持续赋能新型量子物态的探索

中国科学院物理研究所作为该项研究的第二完成单位，通过SECUF为实验提供了全程保障。目前，研究团队正继续利用SECUF的极端条件平台，深入开展后续相关研究工作。

展望未来，SECUF作为国家重大科技基础设施，将在量子新物态的发现、表征与调控方面持续发挥不可替代的关键作用。依托极低温、强磁场、超高压等综合极端条件，SECUF有望在拓扑超导、量子自旋液体、非常规超导配对机制、量子计算等领域催生更多原创性突破，为我国抢占量子科技国际制高点提供坚实的实验支撑。

图1：122型铁基超导体不同的解理面。

图2：“1 × 1” K 解理面显著的超导增强和多带超导电性。