铁磁和超导作为固体世界里的两大量子现象，不仅是前沿的基础科学研究方向，而且已经产生了磁存储、医用核磁等重要应用。磁性与超导通常是互斥的，所以将两者在同一材料结合从而形成所谓的超导铁磁体或磁性超导体具有很大挑战性。目前已知的超导铁磁材料还十分稀少，而且往往工作温度很低或者两者的相互作用较弱。近期，清华大学物理系张定、南方科技大学薛其坤研究团队与合作者报道了一种具有高温超导电性和接近室温的巡游铁磁性的超导铁磁材料，其超导与铁磁共存温度突破了纪录，该研究成果以“作为高温超导铁磁体的锂插层铁硒”（Lithium intercalated FeSe as a high-temperature superconducting ferromagnet）为题，于8月7日在线发表于《自然·通讯》（Nature Communications）。

张定及薛其坤研究团队长期开展超导的固态离子调控研究，先后取得了超导态新奇量子振荡[Nat. Commun. 12, 5342 (2021), Nat. Commun. 13, 1316 (2022)]、磁通涡旋熵指数衰减[Nat. Commun. 15, 4818 (2024)]等系列发现。在最新的工作中，研究团队与复旦大学、南京大学、中国人民大学以及中国科学院合肥物质科学研究院强磁场科学中心的研究人员合作开展了铁硒单晶薄膜的调控、表征及分析。研究团队首先通过栅极调控对铁硒(FeSe)薄膜进行了电控锂离子注入，发现该体系不仅具有超导温度为45 K的高温超导电性，而且具有显著的巡游铁磁性，其居里温度超过225 K。通过电场控制，团队还可以在同一材料中实现无磁低温超导态和高温超导铁磁态的来回切换。这一新型超导铁磁材料的磁电阻和霍尔电阻在库珀对凝聚过程中均展现出丰富的演化行为。扫描超导量子干涉仪的高分辨空间成像结果表明超导与铁磁在微米尺度下共存。特别的是，在施加特定磁场以极化电子自旋时，该超导铁磁材料的超导温度得到了进一步提升，表明铁磁与超导有显著的耦合，可能存在高温下的自旋三重态配对。理论计算指出，锂离子的嵌入容易诱导铁硒的基态向铁磁态演化。锂插层铁硒作为一种超导铁磁材料，具有目前世界上最高的超导与巡游铁磁性共存的温度，有望推动高温超导电子学与自旋电子学的融合，带来革命性的低功耗器件。

清华大学物理系博士生胡祎、复旦大学博士生梁可一和南京大学博士生李婕为文章的共同第一作者，通讯作者为南京大学物理学院卢毅教授、复旦大学物理系王熠华研究员、南方科技大学薛其坤教授和清华物理系张定副教授。文章的合作者还包括中国人民大学物理学院雷和畅教授和博士生孟凡玉、复旦大学物理系博士生李智杰、张若舟博士，清华大学物理系博士生王霁远、温汇桢，中国科学院合肥物质科学研究院强磁场科学中心张警蕾研究员和硕士生蔡佳强。

在刚刚结束的于西班牙毕尔巴鄂举行的第30届国际低温物理大会上，胡祎同学关于该研究成果的墙报还获得了最佳墙报奖。