Transport through a Majorana island: strong tunneling regime
在存在Rashba自旋轨道耦合的情况下,磁场可以驱动邻近纳米线进入拓扑超导相。我们研究了这种纳米线在库仑阻塞机制下的输运性质。与拓扑超导性相关的Majorana模式显着修改传输,并导致通过纳米线的单电子相干传输-拓扑超导性的非局部签名。在这项工作中,我们专注于强杂交的马约拉纳模式与正常的铅的情况下。在两个正常引线接触的纳米线中,由杂化引起的Majorana零能态的加宽与充电能量竞争,导致库仑阻塞的相当大的修改。计算了纳米线两端电导随栅电压、结传输系数、几何电容和诱导超导能隙的变化关系。
2017-01-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Shot-noise and differential conductance as signatures of putative topological superconductivity in FeSe$_{0.45}$Te$_{0.55}$
我们提出了一个理论的差分散粒噪声,$dS/dV$,通过散粒噪声扫描隧道光谱测量,和差分电导,$dI/dV$,隧道到马约拉纳零模(MZMs)在假定的拓扑超导体FeSe $_{0.45}$ Te $_{0.55}$。我们表明,隧道到手性马约拉纳边缘模式附近的畴壁,以及MZM定位在涡核和在年底的缺陷线,$dS/dV$消失时,$dI/dV$达到一个量子化的电导成比例的值。这些结果是独立的特定的轨道隧穿路径,从而建立一个消失的$dS/dV$伴随着一个量化的$dI/dV$,作为通用签名的二维拓扑超导体中的马约拉纳模式,无论材料的具体复杂的电子能带结构。
2021-10-05 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Majorana Signatures in Planar Tunneling through a Kitaev Spin Liquid
School of Physics and Astronomy, University of Minnesota(明尼苏达大学物理与天文学院);Department of Physics, University of Wisconsin–Madison(威斯康星大学麦迪逊分校物理系)
通过平面隧道探测技术,研究Kitaev自旋液体中空位结合的Majorana模式,利用实空间自旋相关性揭示其尖锐的近零偏压特征,提供一种增强信号的可扩展检测方法。
2026-02-16 cond-mat.str-el
Tunneling spectroscopy of Majorana-Kondo devices
我们研究了Luttinger液体纳米线连接到一个共同的介观超导岛系统的局域态密度(LDOS),其中Majorana束缚态引起不同类型的拓扑近藤效应.我们发现,电子相互作用增强了低能量LDOS在靠近岛的引线,由于近藤物理,可以在隧穿实验中探测不寻常的指数。
2014-12-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Scanning tunneling spectroscopy of Majorana zero modes in a Kitaev spin liquid
我们描述了Kitaev自旋液体中Majorana零模(MZMs)的扫描隧道光谱特征。隧道电导是由自旋液体的动态自旋相关,我们精确计算,并通过自旋各向异性共隧穿形状因子。在$\mathbb{Z}_2$涡旋附近,隧道电导具有阶梯电压依赖性,其中电导阶跃来自MZM和(在较高电压下)来自附加涡旋配置。通过扫描探针尖端位置,可以检测涡流位置。我们的分析表明,拓扑磁振子束缚态附近的缺陷或磁性杂质产生的光谱特征,是定性不同的MZM。
2023-02-08 cond-mat.str-el
Aharonov-Bohm phase-driven resonant tunneling of interacting electrons in magnetopolaronic Majorana-Resonant-Level Model
研究了单能级量子点与半无限$g=1/2$ - Tomonaga-Luttinger液体(-TLL)在Toulouse点对称耦合的Majorana共振能级(-MRL)模型的磁极化子推广.在栅压谐振时,得到了在整个磁极化子耦合常数值范围内有效透射系数的精确解。得到的精确解的存在,由于特殊的Majorana类对称性的隧道哈密顿量,并引起不同的虚拟振动通道的共振隧穿与不同的固定Aharonov-Bohm相位之间的非平凡的干扰。这一事实导致了一种新的拓扑非平凡类型的共振Andreev类磁极化子隧穿系统。结果表明,在零温极限下,如果振子能量是系统中最小的(但非零)能量参数,则不可能通过偏置电压来补偿磁极化子MRL模型中的磁极化子阻塞。
2013-10-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Tunneling conductance for Majorana fermions in spin-orbit coupled semiconductor-superconductor heterostructures using superconducting leads
本文研究了在磁场下使用超导电极测量自旋轨道耦合半导体-超导异质结构中马约拉纳费米子的隧穿电导,发现超导电极虽能抑制热展宽,但有限长纳米线中的马约拉纳劈裂能仍会导致峰展宽,且准马约拉纳峰表现为围绕超导能隙偏压的振荡。
2016-06-02 cond-mat.str-el
Tunneling between helical Majorana modes and helical Luttinger liquids
我们提出并研究了螺旋Majorana模和相互作用的螺旋Luttinger液体之间的单量子点接触和双量子点接触的电荷输运。我们发现,较强的排斥相互作用和点接触成为绝缘以上的临界相互作用强度的微分电导降低。对于单点接触,微分电导作为偏置电压的函数,示出了一系列的峰值,由于Andreev反射的电子在马约拉纳模式。在两点接触的情况下,干涉现象使得各个共振峰的结构不那么普遍,并且显示出接触之间具有不同分离距离的调制。对于小的分离距离,整体特征保持类似于单点接触的情况。
2015-06-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Transport Signatures of Majorana Quantum Criticality Realized by Dissipative Resonant Tunneling
本文从理论上研究了在电阻量子附近的电路阻抗范围内,耦合到强耗散导线上的无自旋共振电子能级的输运性质。使用Luttinger液体类比,人们得到了一个有效的哈密顿量表示的相互作用马约拉纳费米子,其中所有的环境自由度(铅和电磁模式)封装在一个单一的费米子浴。一般的输运方程,然后推导出该系统的马约拉纳T-矩阵。微扰处理的马约拉纳相互作用项产生的外观的边际,线性依赖的电导温度时,系统被调谐到其量子临界点,与最近的实验观察。我们详细研究了不同的交叉参与的问题,并分析了相互作用项中的运输标度函数的作用。特别是,我们表明,单势垒标度适用于当系统稍微远离其马约拉纳临界点,加强动态库仑阻塞的一般图片。
2014-03-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Majorana Edge States in Interacting Two-chain Ladders of Fermions
在本工作中,我们研究了两链梯上的相互作用无自旋费米子,其中链间对隧穿,而在低能量下单粒子隧穿被抑制。该模型体现了一个$\mathbb{Z}_2$对称性与费米子宇称在每个链。我们发现,当系统被驱动到强耦合相的对隧道,Majorana激发出现在边界上。这种马约拉纳边缘态对应于基态的双重简并,其区别在于每条链上的不同费米子宇称,因此代表了一维拓扑超导体的推广。我们还刻画了基态简并度对局部扰动的稳定性。讨论了实现这种有效场论的格点费米子模型。
2011-08-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
STM as a single Majorana detector of Kitaev's chiral spin liquid
在这封信中,我们提出了一个本地检测计划的马约拉纳零模式(MZM)的维森Kitaev的手征自旋液体(CSL)使用扫描隧道显微镜(STM)。STM通过空穴/电荷注入将单个Majorana引入到系统中,并且Majorana与MZM相互作用以形成稳定的复合物体。在Kitaev模型的Mott绝缘极限下,导出了单空穴格林函数的精确解析表达式,并证明了微分电导具有分裂峰,这是共振隧穿的结果.的峰值分裂尺度与介子空穴复合物的结合能,这是在CSL的马约拉纳间隙,以及在实验观察范围内。
2020-08-17 cond-mat.str-el
Supersymmetry in the Insulating Phase of a Chain of Majorana Cooper Pair Boxes
含有Majorana零模的超导小岛--Majorana库珀对盒--的充电能$U$引起Majorana零模之间的相互作用。考虑到许多这样的盒子的链,当$U$比盒子之间的转移矩阵元素$t$大得多时,发生拓扑超导体-绝缘体转变。在这封信中,我们重点关注这个政权中发生的侮辱性阶段。我们发现,有几个竞争的绝缘相,它们之间的过渡是由一个中心荷$c=7/10$的超对称场论描述。我们通过将模型映射到自旋- $1$系统并通过场论方法得到了这个结果。我们提出的微观模型由一个链的Majorana库珀对盒与\textit{local}隧穿之间的Majorana零模式和\textit{local}充电能量项,它可以控制的栅极电位,从而使其实现更可行。
2019-07-10 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Dislocation Majorana zero modes in perovskite oxide 2DEG
目前许多探测马约拉纳零模的实验工作都集中在探测具有强自旋轨道耦合的量子线的边界上。在具有非平凡弱拓扑指数的二维超导体中,同样类型的Majorana零模也可以在晶体位错中实现。与Abrikosov涡旋不同,在这样的位错中,除了Majorana零模之外没有其他低的中隙态,因此它避免了在实验检测中遇到的常见并发症,例如扫描隧道显微镜(STM)测量。我们将表明,使用Ti或Ta原子的$t_{2g}$轨道的各向异性色散,当SrTiO $_3$或KTaO $_3$的表面2DEG变得超导时,可以实现这样的弱拓扑超导性,这可以通过固有配对或接近现有的s波超导体发生。
2015-05-04 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Spin-polarized Andreev tunneling through the Rashba chain
我们证明,选择性等自旋Andreev反射(SESAR)光谱可以用于STM实验中区分零能量Majorana准粒子从普通费米子状态的Rashba链。这种用于探测p波超导性的技术可以应用于沉积在超导Pb衬底上的磁性Fe原子链中等自旋电子的位间配对。我们对单个自旋分量的有效配对振幅的计算暗示了磁极化的Andreev电导,它可以用来从普通的带隙态中“过滤”Majorana准粒子,尽管纯自旋电流(即,完美的极化)是不可能的。
2017-11-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Interface and Phase Transition between Moore-Read and Halperin 331 Fractional Quantum Hall States: Realization of Chiral Majorana Fermion
我们考虑了在半满朗道能级中分离Moore-Read态和Halperin 331态的界面,该界面可以在具有不同阱间隧穿和/或相互作用强度的双量子阱系统中实现.我们发现,在存在电子隧穿和强库仑相互作用的界面,所有的电荷模式本地化和唯一的传播模式离开是手征马约拉纳费米子模式。提出了探测这种中性模式的方法。Moore-Read态和Halperin 331态之间的量子相变由这样的Majorana费米子模的网络描述。除了直接跃迁外,它们也可能被马约拉纳费米子离域的相分开,实现了一种不可压缩的状态,表现出量子霍尔电荷传输和体热传导。
2017-12-22 cond-mat.str-el
Flux-Stabilized Majorana Zero Modes in Coupled One-Dimensional Fermi Wires
研究一维($1$ D)拓扑相的一个有前途的途径是在合成材料如冷原子气体中实现它们。有趣的是,它是可能的实现马约拉纳边界模的$1$ D数守恒系统组成的两个费米子链耦合只有对跳跃过程。人们普遍认为,链间的单粒子隧穿必然会破坏这些马约拉纳模,因为它破坏了保护它们的$\mathbb{Z}_2$费米子宇称对称性。在这封信中,我们提出了一种新的机制来克服这一障碍,通过穿刺(合成)磁$π$通量通过费米阶梯的每个元格。使用玻色子化,我们表明在这种情况下存在精确的腿交换对称性,该对称性对链间跳跃具有鲁棒性,并且在长波长下充当费米子宇称。我们利用密度矩阵重整化群和精确对角化来验证所得到的模型具有Majorana边界模式到大的单粒子隧穿,与链内跳跃强度相当。我们的工作突出了这些相互作用驱动的拓扑相位不同的拓扑平凡的能带结构的不寻常的影响,并确定了一个独特的路线,以稳定马约拉纳边界模式在$1$ D费米子梯子。
2017-01-07 cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Partial Equilibration of the Anti-Pfaffian edge due to Majorana Disorder
我们考虑反Pfronan量子霍尔态在$ν=5/2$的边缘模式的电平衡和热平衡,由于隧道的Majorana边缘模式被困Majorana零模式的散装。这种隧穿打破平移不变性,并允许马约拉纳和其他边缘模式之间的散射,在这样的方式,有一个参数的差异之间的长度尺度的平衡整数和玻色模式之间的电荷和热传输的一方面,和热平衡的马约拉纳边缘模式的另一方面。我们讨论了一种参数机制,在这种机制中可以解释最近观察到的量子化热输运[Banerjee et all,Nature 559,7713(2018)]。
2019-06-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Flux-induced Aharonov-Bohm Oscillation in the Tunneling Spectroscopy of Kitaev Spin Liquids
University of Wisconsin–Madison(威斯康星大学麦迪逊分校)
该研究针对Kitaev自旋液体中通量激发与费米子互统计的探测难题,通过理论与数值分析揭示了通量诱导的隧穿谱振荡,为相关统计特征的诊断提供了无需操纵单个任意子的新方法。
2026-08-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Quantized conductance of Majorana zero mode in the vortex of the topological superconductor (Li0.84Fe0.16)OHFeSe
马约拉纳零模(Majorana zero mode,MZM)是超导体中一种奇异的中性激发,是拓扑量子计算的基石。最近在几种铁基超导体的涡旋中发现了隧穿谱中的零偏压电导峰(ZBCP)。特别是,一个干净的和强大的MZM已被观察到在(Li 0.84Fe 0.16)OHFeSe的自由涡旋的核心。在这里,使用扫描隧道光谱(STS),我们证明了马约拉纳诱导的共振Andreev反射之间发生的STM针尖和这个零偏压的束缚态,因此,在零偏压的电导量子化为2 e2/h。我们的研究结果提出了一个标志性的签名MZM在涡旋的本征拓扑超导体,连同其有趣的行为。
2019-04-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Kondo and Majorana signatures near the singlet-doublet quantum phase transition
我们研究了嵌入在正常导电和超导储层之间的关联量子点的低能谱,并与拓扑超导纳米线杂交,托管Majorana端模。我们调查泄漏的马约拉纳准粒子,并检查其相互作用的邻近诱导点配对和相关性。特别是,我们专注于近藤子带附近的量子相变/交叉从spinfull(双峰)到spinless(BCS型单线态)近藤效应。处理的相关性微扰和NRG方法内,我们研究其签名中观察到的Andreev(粒子到空穴转换)隧道光谱。我们发现,泄漏的马约拉纳模式的子带近藤效应的自旋选择性的影响。
2018-04-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Crystalline Symmetry-Protected Majorana Mode in Number-Conserving Dirac Semimetal Nanowires
拓扑量子计算的基石之一是Majorana零模,它在分数量子霍尔系统和拓扑超导体中得到了广泛的研究。最近的几项工作表明,即使没有长程超导性,这种奇异模式也可以存在于一维(1D)相互作用双线装置中。在这些建议中,一个值得注意的不稳定性来自通道间的单粒子隧穿,破坏了拓扑基态简并。在这里,我们表明,一维狄拉克半金属(DSM)纳米线是一个理想的数量守恒的平台,实现这样的马约拉纳物理。通过插入磁通量,DSM纳米线被驱动到1D晶体对称性保护的半金属相。相互作用使边界马约拉纳零模式的出现,这是强大的晶体对称性保护的结果。我们还探讨了几个实验结果的马约拉纳信号。
2018-04-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Majorana fermions on a disordered triangular lattice
预言了几种凝聚态系统的涡旋具有零能的核心激发,即马约拉纳费米子。这些奇异的准粒子是中性的,无质量的,并且预期具有非阿贝尔统计。此外,它们使系统的基态高度简并。对于大密度的涡旋,形成Abrikosov晶格,并且涡旋之间的Majorana费米子的隧穿消除了能量简并。特别地,三角晶格中的Majorana费米子的谱是带隙的,并且描述这种系统的哈密顿量在时间反演下是反对称的。我们认为马约拉纳费米子在一个无序的三角晶格。我们发现,即使是非常弱的无序的位置的旋涡局部子间隙模式出现。当无序变强时,发生渗流相变,并且能隙被扩展态完全闭合。这些现象背后的机制是两个时间反转相之间的畴壁,这是通过翻转隧穿矩阵元素的符号而产生的。无序晶格中的态密度似乎在零能量处发散。
2011-11-01 cond-mat.other cond-mat.str-el
Electron Tunneling Spectroscopy of the Anisotropic Kitaev Quantum Spin Liquid Sandwiched with Superconductors
研究了具有各向异性Kitaev量子自旋液体(QSL)势垒的超导{ \it Josephson}结的电子隧穿输运和光谱特性。我们发现,单粒子隧穿的直流微分电导$dI^{c}/dV$很好地反映了动态自旋关联的特征,包括独特的自旋能隙和修饰的巡游Majorana色散带,以及双铅超导能隙的能移$2Δ$.从谱特征中,我们识别出各向异性Kitaev QSL的不同拓扑量子相位。我们还提出了零电压{ \it Josephson}电流$I^{s}$,它显示了各向异性Kitaev QSL的残余功能。这些结果为Kitaev和其他自旋液体材料的动态自旋子或Majorana费米子谱的测量提供了新的途径。
2022-03-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Tunneling between a topological superconductor and a Luttinger liquid
研究了拓扑超导体与螺旋Luttinger液体之间的量子点接触。利用重整化群分析了螺旋Luttinger液体中电子-电子相互作用对该系统低能物理的影响。在通过马约拉纳边缘通道的隧道效应引起的点接触处的各种耦合中,螺旋形卢廷格液体中诱导的反向散射与排斥相互作用最相关。因此,在低温下,螺旋形Luttinger液体被有效地切割成两个分离的半丝。因此,低温物理是由一个固定点组成的两个引线耦合到拓扑超导体,和电输运性质通过点接触在低温和低偏压下的主导通过Majorana边缘通道的隧穿。我们计算了零偏压隧穿电导的温度依赖性,并研究了零温度下隧穿电流的全计数统计。
2014-03-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Zero energy Majorana modes in superconducting wires
我考虑一个模型的两个薄超导线通过约瑟夫森隧道和库仑相互作用。结果表明,存在一个参数范围,在该参数范围内,该模型可以有两种不同类型的准长程序基态:一种是超导态,另一种是对密度波。它进一步表明,这些不同的阶段之间的边界支持零能量马约拉纳模式,这些模式是强大的对无序。
2011-10-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Teleportation by a Majorana Medium
有人认为,量子费米子系统中的马约拉纳零模可以介导一个类似传送的过程,电子材料在分离点之间的实际转移。这个问题是制定的上下文中的准现实和精确可解模型的量子线嵌入在散装p波超导体。给出了隧道振幅的显式计算。
2006-12-18 cond-mat.other cond-mat.str-el hep-th
Vacancy spectroscopy of non-Abelian Kitaev spin liquids
该研究探究非阿贝尔Kitaev自旋液体中空位承载的马约拉纳零能模的扫描隧穿谱学特征,发现随空位密度增大而增强的准零偏压电导峰及高能范霍夫奇点,且相关信号可在α-RuCl₃实验中观测。
2023-07-19 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Quantum critical points in tunneling junction of topological superconductor and topological insulator
利用玻色化技术和重整化群方法,对一维拓扑超导体与整数(分数)拓扑绝缘体(TI)点接触隧穿结进行了理论研究.对于整数TI情形,在有限的边相互作用参数范围内,存在一个非平凡的稳定不动点,它对应于TI边在结处分裂成两部分的物理图象,一边与Majorana费米子强耦合,表现出完美的Andreev反射,而另一边则在低能量处分裂,表现出完美的正反射.这个不动点可以作为马约拉纳费米子的一个特征,并可以用现有的实验技术来检验。对于分数阶TI情形,普遍的低能输运性质可以由完全正反射、完全Andreev反射或完全绝缘不动点来描述,这取决于分数阶TI的填充率和边缘相互作用参数.
2016-08-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el quant-ph
Spin-selective transport in a correlated double quantum dot-Majorana wire system
本文利用数值重整化群方法研究铁磁隧道结中双量子点与马约拉纳线的耦合系统,揭示自旋分辨隧穿、近藤效应与马约拉纳模的竞争机制,发现微小自旋极化即可导致电导自旋极化的显著变化。
2024-02-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Dipolar phase transitions in the cavity with Majorana populated Josephson junctions
我们发现,在微波腔的最低本征态的QED,电容耦合与Majorana填充约瑟夫森结阵列,是一个有效的$ϕ^{4}$模型出现在系统参数的有限域描述。由于单电子零模和超导岛之间的库珀对隧穿促进了电偶极相变,腔模产生了强的非谐性。在有限温度下的电磁场位的瞬时曲折的预测。
2017-10-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Universal Transport Theory for Paired Fractional Quantum Hall States in the Quantum Point Contact Geometry
Nagoya University(名古屋大学);Kyushu University(九州大学)
针对偶数分母分数量子霍尔态,基于so(N)_1 × u(1)共形场论,提出量子点接触电荷输运的统一理论,通过非微扰瞬子近似推导隧穿算符标度维数,建立弱-强对偶性,为识别拓扑相提供实验指纹。
2026-04-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el