最近，《物理评论快报》杂志（PhysRevLett,11,257003 (2016) ） 报道了人工微结构科学与技术协同创新中心成员:上海交通大学物理与天文系贾金锋教授研究组与南京大学李绍春教授，浙江大学许祝安教授、张富春教授以及美国麻省理工大学傅亮教授等的合作研究成果。他们利用极低温、强磁场、自旋极化扫描隧道显微镜对Bi2Te3/NbSe2拓扑绝缘体/超导体异质结表面上的量子磁通涡旋中心的Majorana束缚态进行了深入研究，首次观测到Majorana费米子的自旋相关性质。这个实验不仅证实了马约拉纳费米子的存在，还提供了一种通过相互作用调控马约拉纳费米子的有效方法。
Majorana费米子是一种遵循Majorana方程的费米子。在凝聚态物理中，某些特殊体系中存在满足Majorana方程的激发态，这些激发态也被称作Majorana费米子，是一种准粒子。这一准粒子遵循非阿贝统计规律，若能加以编织操作便能够作为量子比特应用于可容错量子计算中。贾金锋教授的团队从2010年起，就开始制备拓扑绝缘体/超导体异质结，并于其表面展开Majorana费米子的探寻研究工作。该团队先是在2012年成功制备出高质量的拓扑绝缘体/超导体异质结，为探寻Majorana费米子构建出了一个良好的平台（文章发表于《Science》杂志）。随后，在该异质结的拓扑绝缘体表面上，该组成功的探测到量子磁通涡旋中心处Majorana费米子的存在迹象（工作发表于2014及2015年的《Phys. Rev. Lett》杂志上）。
在最近的工作当中，该团队使用自旋极化扫描隧道显微镜，探测到了来源于Majorana费米子的自旋信号。近期的理论计算研究表明，拓扑超导体中的Mojorana费米子会导致自旋选择性的安德列夫反射（spin-selective Andreev reflection, SSAR）:当与Majorana费米子自旋同向的电子隧穿入Majorana态时，会导致一个自旋同向的空穴被反射回去；而与Majorana费米子自旋反向的电子则无法隧穿入Majorana态。这样的SSAR特性导致不同自旋取向的电流在隧穿入Majorana态时，表现出明显不同的电导值。根据这一理论预言，贾金锋团队利一根自旋极化的扫描探针，获得不同自旋极化方向的电流，并于拓扑绝缘体/超导体表面上的涡旋中心处（图a），进行了不同磁场方向下的微分电导谱测量。实验表明，涡旋中心处的微分电导大小取决于外加磁场与针尖的极化方向是同向的还是反向的，如图（b）所示。结合在不同的条件下进行的一系列的比较试验，如增大外场、改变薄膜厚度以及偏离涡旋中心处的测量（图c）等等，该团队得出结论：涡旋中心处的微分电导谱的强度表现是来源于极化电流与Majorana费米子之间产生了SSAR，由此而从实验上确切地证实了Majorana费米子的存在，并提供了一种探测majorana费米子的手段。
本工作得到了多个国家自然科学基金以及科技部 973量子调控项目的资助。
图(a) 拓扑绝缘体/超导体异质结表面上的量子磁通涡旋，(b) 不同磁场和针尖极化条件下在量子磁通涡旋中心测得的零能电导峰。由于Mojorana费米子的存在，可以清楚地看出微分电导峰的大小取决于外加磁场与针尖极化方向的关系，即SSAR。(c) 距离量子磁通涡旋中心10nm处的测量结果，这时微分电导峰大小与针尖极化方向无关，即观察不到SSAR现象。