问题：从9K到40K以上的“跃升”为何长期难解 铁硒是铁基超导研究的重要体系之一。块材铁硒的超导转变温度约为9开尔文，而当铁硒被制备为单层并生长钛酸锶衬底上后，超导转变温度可提升至40开尔文以上。该大幅提升拓展了铁基超导的机理认知，也为材料设计提供了想象空间。然而十余年来，学界对“变薄为何更强”、界面究竟改变了哪些关键电子行为仍缺少决定性证据，尤其是微观尺度上对称性是否被打破、电子配对如何发生等核心环节，始终存在分歧。 原因：两个“几乎等价”的铁位点为何出现不同“性格” 铁硒晶体的最小重复单元中包含两个铁原子，分别属于两套相互交织的子晶格。按理在整体晶体对称性约束下，两套子晶格的物理性质应当等价。但在单层极限下，薄膜与衬底形成界面，电荷转移、应变效应以及界面电场等因素可能引入反演对称性破缺，使得原本等价的局域环境发生细微差别。此次研究中，清华大学实验团队与中国科学院物理研究所理论团队协同，借助原子分辨率扫描隧道显微镜在同一晶胞内对两套铁子晶格逐点测量超导能隙与相干峰结构，发现两者超导谱呈系统性差异：一侧在空穴能量一侧的相干峰更突出，另一侧则在电子能量一侧更强，且这种“强弱对置”在空间上与子晶格严格对应。研究团队据此提出“子晶格二分性”概念，意味着在单层铁硒界面体系中，超导涉及的的电子态显示出子晶格选择性。 影响：为“界面增强超导”补上关键一环 该发现的重要性在于，它将长期停留在推测层面的“对称性破缺—配对改变”路径，推进到可被直接观测、可与理论一一对应的层面。理论分析认为，单层铁硒中可能同时存在两类配对通道：其一是常见的带内配对，主要发生在同一能带内；其二是由界面反演对称性破缺等因素触发的带间配对，使不同能带之间的电子也能形成有效配对。两类机制并行、相互叠加，可能导致在不同子晶格上表现出不同的谱权重分布，从而在原子尺度上“看见”配对通道的差异化投影。研究还将这一带间配对的思路与理论物理中更早提出的特殊配对概念相呼应，为深入讨论非常规配对对提升转变温度的贡献提供了线索。总体看，“子晶格二分性”把界面效应从宏观现象拉回到微观结构层面，为解释单层铁硒高于块材数倍的转变温度提供了更具操作性机制框架。 对策：以“可测、可控”为导向推进协同攻关 业内人士指出，围绕单层铁硒及类似界面体系，下一步应在“可重复制备—可精细表征—可定量建模”三上形成闭环：一是提高界面样品的一致性与稳定性，厘清应变、缺陷与电荷转移的相对贡献；二是联合多种原位与谱学手段，对子晶格选择性信号进行交叉验证，并进一步在外场、掺杂、应变调控条件下追踪其演化；三是推动面向真实材料参数的理论计算与可检验预言，建立从对称性、能带到配对的统一描述。通过实验与理论的相互校准，可望把“界面增强”从经验规律推进为可设计原则。 前景：从理解机理走向定向设计新型超导材料 高温超导研究的核心目标之一，是在更高温区实现稳定、可工程化的零电阻输运。单层铁硒的案例表明，界面工程可能成为突破路径之一：通过构筑特定对称性环境、调控带结构耦合与配对通道，或可在更多材料体系中复制并放大“界面加成效应”。“子晶格二分性”这一原子尺度证据的出现，有望推动学界重新审视晶胞内部的“非等价性”在超导中的作用，为筛选候选体系、设计新界面组合提供更明确的指标。随着高分辨表征与可控制备技术持续进步，围绕界面、子晶格与非常规配对的研究或将成为探索更高转变温度的重要方向。
这项研究提醒我们，超导研究的关键突破往往源于对基本假设的重新审视。铁原子位点看似微小的不对称性，可能正是理解高温超导机制的关键。沿着该方向持续探索界面效应、精密表征和理论建模的协同创新，有望为揭示高温超导的普遍规律开辟新路径。