Mobile Majorana zero-modes in two-channel Kondo insulators
非阿贝尔任意子在拓扑量子计算中非常受欢迎，马约拉纳费米子提供了一条有希望的途径，特别是具有非平凡互统计的零模。然而，在物质中实现马约拉纳零模式是一个挑战，在手性超导体，纳米线和自旋液体中有各种各样的建议，但没有明确的实验例子。长期以来，重费米子材料在双通道近藤杂质位置上拥有马约拉纳费米子，然而，这些杂质不能被移动，并且通常出现在金属中，其中没有间隙消除了拓扑保护。在这里，我们考虑这些双通道近藤杂质，在四分之一填充形成近藤绝缘体的有序晶格。我们表明，在这种状态下的拓扑缺陷将主机马约拉纳零模式，或可能更复杂的parafermions。这些态被绝缘能隙保护，并可被编织，为在重费米子材料中实现拓扑量子计算提供了新的可能性。
2021-04-22 cond-mat.str-el
Superconducting proximity effect and Majorana fermions at the surface of a topological insulator
研究了s波超导体与强拓扑绝缘体表面态之间的邻近效应。所得的二维态类似于无自旋的p_x+ip_y超导体，但不破坏时间反演对称性。这种状态支持马约拉纳束缚态的旋涡。我们表明，由拓扑绝缘体介导的超导体之间的线性结形成一个非手性1维线的马约拉纳费米子，从这些结形成的电路提供了一种方法，用于创建，操纵和融合马约拉纳束缚态。
2008-04-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Field-driven spatiotemporal manipulation of Majorana zero modes in a Kitaev spin liquid
本文提出利用时间依赖局域磁场操控Kitaev自旋液体中的visons，进而移动伴随的马约拉纳零模，揭示了巡游马约拉纳费米子在输运中的关键作用，为量子计算提供指导。
2023-12-21 cond-mat.str-el
Crystalline symmetry protected helical Majorana modes in the iron pnictides
我们提出，传播一维马约拉纳费米子将在某些铁基超导体的涡核中发展，特别是Li（Fe $_{1-x}$ Co $_x$）As。该提议的一个关键成分是最近在ARPES实验中观察到的3D狄拉克锥[P.Zhang et al.，Nat. Phys. $\textbf{15}$，41（2019）]。使用周围的$Γ-Z$线的有效哈密顿量，我们证明了无间隙的一维螺旋Majorana模式的发展，由$C_4$对称性保护。一个拓扑指数推导出链接的螺旋马约拉纳模式的存在下，单极的贝里曲率的正常状态。我们提出了这个理论的各种实验结果，并讨论了它与宇宙弦的可能联系。
2019-04-17 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Emergent quantum Majorana metal from a chiral spin liquid
本文提出在外加磁场下反铁磁Kitaev模型中π-通量增殖导致马约拉纳零模重叠，从而形成具有零能费米面的Z₂量子马约拉纳金属态，并用马约拉纳谱函数验证了该变分图像。
2025-03-12 cond-mat.str-el quant-ph
Robust Majorana signature detection with a coupled quantum dot-nanomechanical resonator in all-optical domain
受最近一项实验的启发[Nadj-Perge等人，Science 346，602（2014）]提供了超导Pb表面上的铁链中Majorana零模的证据，在本工作中，我们理论上提出了一种检测Majorana费米子的全光学方案，这与基于电学手段的电流隧穿测量非常不同。光学探测方案包括一个量子点嵌入在纳米机械谐振器与光学泵浦探测技术。利用光学手段，相干光谱中的信号呈现出明显的特征，表明在铁链末端存在马约拉纳费米子。此外，表现为声子腔的纳米机械谐振器的振动将增强激子共振谱，这使得马约拉纳费米子更敏感，可检测。该方案为Majorana费米子的探测提供了一个潜在的补充，并支持将Fe链中的Majorana费米子作为量子比特应用于量子计算器件。
2015-10-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Majorana fermions in superconducting helical magnets
在各种稀土基化合物中，单重态超导性与螺旋磁性共存。在这里，我们表明，这些系统的表面一般应主机的零能量马约拉纳模式的有限密度。在无序消失的极限，这些模式导致发散贡献的零能量密度的状态和零温度熵成比例的样品表面积。当被限制到一个线的几何形状，一个离散的马约拉纳模式可以被隔离。与其他方案相比，超导性和磁性的特征能量尺度相对较大，并且不需要微调，这使得螺旋磁性超导化合物有利于Majorana费米子的观察和实验研究。
2012-03-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Majorana corner modes in a high-temperature platform
我们介绍了二维拓扑绝缘体在高温铜氧化物或铁基超导体附近的高温平台的Majorana Kramers对的零模式。在拓扑绝缘体的螺旋边缘状态处的邻近诱导配对充当狄拉克质量，由于高$T_c$超导体的配对对称性，狄拉克质量的符号在样品角处改变。这种符号的自然变化在每个角上产生了一对受时间反演对称性保护的马约拉纳零模。从概念上讲，这是一个拓扑平凡的基于超导体的马约拉纳零模式的方法。我们提供了定量标准，并建议候选材料，这一建议。
2018-08-31 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el
Black hole on a chip: proposal for a physical realization of the SYK model in a solid-state system
具有随机无限程相互作用的Majorana零模系统--Sachdev-Ye-Kitaev（SYK）模型--被认为与二维反de Sitter（AdS $_2$）空间中极端黑洞的视界有着有趣的关系。这种联系为可解量子力学模型和量子引力之间的全息对偶提供了一个罕见的例子。在这里，我们提出了一个物理实现的SYK模型在固态系统。所提出的装置采用Fu-Kane超导体实现在三维拓扑绝缘体（TI）和普通超导体之间的界面。必要的$N$马约拉纳零模被束缚在超导体中制造的纳米级孔中，该纳米级孔由磁通量的$N$量子穿过。我们表明，当系统被调谐到表面中性点（即化学势与狄拉克点的TI表面状态）和孔具有足够的不规则形状，马约拉纳零模式所描述的SYK哈密顿量。我们进行了广泛的数值模拟，以证明该系统确实表现出预期的SYK模型的物理特性，包括热力学量和两点，以及四点蒸发器，并讨论了这些可以通过实验观察到的方式。
2017-05-24 cond-mat.dis-nn cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Realizing Majorana zero mode with a stripe of \emph{ionized} and \emph{isolated} magnetic atoms on a \emph{layered} superconductor
有人提出，在超导体与螺旋磁体或超导体与铁磁体之间存在Rashba自旋-轨道耦合的线结，可以在线的两端产生Majorana零模（MZM）。然而，磁性原子和超导体之间需要强的磁交换耦合（约为超导体带宽的一半）才能获得MZM。在这里，我们设计的设备，以减少所需的磁交换耦合。在第一个方案中，我们覆盖了一个非常窄的$s$波超导线形成的单层膜或层状材料（如FeSe或FeSe单层SrTiO $_3$）与\emph{isolated}磁性原子。在我们的第二个方案中，我们在单层超导体或\emph{layered}超导体（如FeSe）上放置一条\emph{isolated}磁性\emph{ions}线。我们发现，在上述器件中，螺旋磁秩序将自发地发展，产生一个具有相当大的间隙（以上的父超导能隙的1/2）的一维$p$波拓扑超导体，即使是弱的磁交换耦合（小于1/10的带宽）。拓扑超导体在导线的端部具有MZM。
2019-03-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Non-local response in the disordered Majorana chain
自从在半导体纳米线的末端发现马约拉纳费米子以来，实现拓扑量子计算机的前景变得更加光明。这些马约拉纳零模式坚持存在的强无序，可能存在于这样的系统中，受本地化系统的流动性差距。最近提出的操纵马约拉纳链中的量子信息的建议涉及在一维纳米线网络中动态调节栅极电压。然而，正如我们所示，在绝热极限下，一个无序系统与多个零模马约拉纳费米子将经历一个非本地的响应，通过一个多能级朗道-齐纳过渡的本地扰动。这将使存储在目标零模式中的量子信息分散在系统中存在的其他零模式中，使受控门的实现复杂化。然而，有一个解决方案，可能在实践中工作：我们表明，有一个最佳的窗口，在此期间的中间时间尺度的量子信息是近似保存下操纵。
2016-07-29 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Unwithered Majorana fermions in the bulk of a quantum chain
Bogoliubov Laboratory of Theoretical Physics, Joint Institute for Nuclear Research（鲍戈留博夫理论物理实验室，杜布纳联合核研究所）
该研究针对横场XY自旋链（Kitaev链），提出在无序线参数区探测马约拉纳模式，发现n≥2的多粒子马约拉纳模式可无衰减渗透入链体，其体边效应可在光学链晶格中检测。
2026-08-03 cond-mat.str-el math-ph math.MP
Non-Majorana-origin of the half-integer conductance quantization elucidated by multi-terminal superconductor-quantum anomalous Hall insulator heterostructure
针对量子反常霍尔绝缘体与超导体异质结构中半整数电导量子化的起源争议，本文通过多端器件的Landauer-Büttiker输运模型及实验，明确其源于超导电极处入射边缘态的电势平衡，而非马约拉纳模式。
2025-01-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
New directions in the pursuit of Majorana fermions in solid state systems
1937年马约拉纳费米子的理论发现-其定义性质是它们是自己的反粒子-此后影响了从中微子物理和暗物质搜索到分数量子霍尔效应和超导性的各种问题。尽管历史悠久，但对马约拉纳费米子的明确观测仍然是一个突出的目标。这篇评论文章强调了最近在马约拉纳的凝聚态物质搜索方面的进展，这些进展使该领域的许多人相信这一探索可能很快就会取得成果。我们首先介绍一些详细的异国情调的“拓扑”一维和二维超导体，支持马约拉纳费米子在其边界和涡旋。然后，我们转向在过去几年中出现的关键见解之一，即，它是可能的“工程师”这样的异国情调的超导体在实验室中形成适当的异质结构与普通的s波超导体。基于不同的材料，如拓扑绝缘体，传统的半导体，铁磁金属，和许多其他的，讨论了这种类型的许多建议。所有重要的问题，如何实验检测马约拉纳费米子在这些设置，然后解决。我们专注于三类测量，提供烟枪马约拉纳签名：隧道，约瑟夫森效应，干涉。最后，我们讨论了凝聚态物质马约拉纳费米子最显着的性质-非阿贝尔交换统计，他们产生的量子计算和相关的潜力。
2012-02-06 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Majorana zero modes in twisted transition metal dichalcogenides homobilayers
本研究基于扭曲过渡金属硫族化物同质双层拓扑莫尔平带，获得了多量子相图，并提出通过门控结结合超导与磁性相实现一维拓扑超导体及马约拉纳零模，构建无需外磁场的电可调平台。
2024-01-10 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Universal transport signatures of Majorana fermions in superconductor-Luttinger liquid junctions
工程拓扑超导和马约拉纳费米子的最有前途的建议之一，采用自旋轨道耦合纳米线受到磁场和接近的s波超导体。当只有部分导线长度接触到超导体时，剩余的导电部分就像一个天然的引线，可以通过隧道来探测这些马约拉纳模式。在一个维度上相互作用的增强作用决定了这种配置应被视为超导体-Luttinger液体结。我们调查螺旋和自旋Luttinger液体之间的这种结，以及拓扑和非拓扑超导体。我们确定的相图为每种情况下，并表明，在这些系统中的普遍低能量传输是由不动点描述完美的正常反射或完美的Andreev反射。除了捕获（在某些情况下）熟悉的马约拉纳介导的“零偏差异常”在一个新的框架，我们表明，在某些制度的相互作用产生戏剧性的后果。事实上，我们建立了强大的排斥力完全消除了这种电导异常，而强大的吸引力产生动态生成的有效马约拉纳模式，即使在一个平凡的超导体结。相互作用进一步导致惊人的签名在当地的状态密度和在有限电压的电导峰的线形，也是必不可少的建立烟枪传输签名的马约拉纳费米子在自旋Luttinger液体交界处。
2012-06-20 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Fermi arc criterion for surface Majorana modes in superconducting time-reversal symmetric Weyl semimetals
通过利用超导性和金属和绝缘体能带拓扑之间的相互作用，已经发现了许多通往马约拉纳费米子的巧妙途径。然而，在半金属中的实现仍然较少探索。我们问，“在什么条件下，时间反演对称的Weyl半金属中的超导体涡旋-只有时间反演对称的三维半金属-将Majorana费米子困在表面上？”如果每个恒定的$k_{z}$平面，其中$z$是涡旋轴，包含相同数量的每种手性的Weyl节点，我们预测一个一般的缺口涡旋，并根据费米弧结构推导出拓扑不变量$ν=\pm1$，该结构表示表面Majorana费米子的存在或不存在。相反，如果某些常数- $k_{z}$平面包含Weyl节点的净手征，则涡旋是无间隙的。我们解析计算$ν$内的微扰计划，并提供数值支持与晶格模型。该标准生存的存在下，其他散装和表面带和产量之间的平凡，无间隙和拓扑涡流倾斜后的涡流相变。我们提出Li（Fe $_{0.91}$ Co $_{0.09}$）As和Fe $_{1+y}$ Se $_{0.45}$ Te $_{0.55}$作为实现我们的提议的候选物。
2022-06-23 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Simulating spin systems with Majorana networks
随着超导-超导混合结构中Majorana准粒子的发现，拓扑保护量子比特成为量子信息处理的有力竞争者。虽然构建具有拓扑保护的通用量子计算机可能需要材料科学的重大进展，但中等规模的设备几乎在当前技术的范围内。作为拓扑量子比特的近期里程碑，我们提出了一个拓扑超导体网络作为各种量子自旋系统的模拟器，包括那些挫折。我们的建议是建立在现有技术的基础上，结合了半导体和超导量子比特的优势。我们确定本地的测量协议，提供有关地面和激发态以及动态相关性的信息。量子比特的拓扑保护导致更长的相干时间，并且可以通过将网络耦合到外部浴来控制到基态的弛豫。最后，我们指出量子模拟器的具体应用，例如，自旋液体、量子临界性和热化。
2018-07-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Intrinsic Time-reversal-invariant Topological Superconductivity in Thin Films of Iron-based Superconductors
我们建立了准二维铁基超导体（FeSC）薄膜作为一个新的高温平台托管内在的时间反转不变的螺旋拓扑超导（TSC）。基于狄拉克表面态和体扩展$s$ -波配对的组合，我们的理论应该直接适用于一个大类的实验建立的FeSC，打开一个新的TSC范式。特别是，所施加的电场作为“拓扑开关”的螺旋马约拉纳边缘模式的FeSC薄膜，允许门控螺旋马约拉纳电路的实验可行的设计。施加面内磁场驱动螺旋TSC相位进入携带角局部化马约拉纳零模式的高阶TSC。我们的建议应该使实验实现螺旋马约拉纳费米子。
2021-04-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Dislocation Majorana Bound States in Iron-based Superconductors
我们发现，晶格位错的拓扑铁基超导体，如FeTe $_{1-x}$ Se $_x$将内在陷阱非阿贝尔马约拉纳准粒子，在没有任何外部磁场。我们的理论是由最近的实验观察的正常状态的拓扑结构和表面磁性共存的超导性FeTe $_{1-x}$ Se $_x$，其组合自然地唤起一个新兴的二阶拓扑超导性在一个二维子系统跨越的螺旋或刃位错。这证明了一个新的嵌入式高阶拓扑相在D类，其中马约拉纳零模式出现在一个低维嵌入式子系统的“角落”，而不是那些完整的晶体。嵌套畴壁理论的发展，以了解这些缺陷马约拉纳零模式的起源。当表面磁性是不存在的，我们进一步发现，$s_{\pm}$配对对称性本身是能够诱导一个不同类型的DIII类嵌入高阶拓扑结构与缺陷绑定马约拉纳Kramers对。我们还提供了详细的讨论，我们的建议，包括FeTe $_{1-x}$ Se $_x$，LiFeAs，$β$ -PdBi $_2$，和异质结构的铋等，我们的工作建立晶格缺陷作为一个新的场所，实现高温拓扑量子信息处理。
2022-09-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Majorana modes in striped two-dimensional inhomogeneous topological superconductors
本文提出在具有非均匀超导性的二维拓扑超导体中，利用序参量相位空间变化诱导的一维拓扑条纹端点局域马约拉纳模式，并研究了其非局域杂化、超对称性、编织融合协议及在Yang-Lee任意子和SYK模型中的潜在应用。
2024-08-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Squeezed state protection of fine structure in "Poor Man's Majorana" via quantum spin coupling
本文提出一种模型，通过将量子点与量子自旋交换耦合，利用零频率处的压缩态钉扎效应，使缺乏拓扑保护的“Poor Man's Majorana”零模免受精细结构混合，从而实现对量子自旋扰动的鲁棒性保护。
2024-08-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
