Topological superconductivity in layered d-wave altermagnetic metals
Sun Yat-sen University（中山大学）
该研究探究层状d波反常金属的拓扑超导电性，利用层间隧穿、RSOC与反常交换场的相互作用，实现含马约拉纳边缘模、角模的拓扑相，为工程化拓扑超导电性提供可控途径。
2026-10-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Phase-locked magnetoconductance oscillations as a probe of Majorana edge states
本文计算了磁通偏置约瑟夫森结中断的超导环的Andreev电导，寻找循环边缘态的电学特征。二维对势的自旋单线态d波和自旋三线态p波对称支持，分别，（手征）狄拉克模式和（手征或螺旋）马约拉纳模式。这些产生振幅为\simeq（e^{2}/h）N^{-1/2}的h/e周期性磁导振荡，通过接地环的内周边或外周边处的N模式点接触测量。对于狄拉克模式的振荡在两个接触是独立的，而对于一个不成对的马约拉纳模式，他们被锁定在约瑟夫森结的拓扑相变。
2013-02-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Shot noise distinguishes Majorana fermions from vortices injected in the edge mode of a chiral p-wave superconductor
拓扑超导体的手征边缘模式支持两种类型的激发：费米子准粒子称为马约拉纳费米子和$π$相域壁称为边缘涡旋。边缘涡旋通过施加到约瑟夫森结的磁通偏置或电压偏置成对地注入到反向传播的边缘模式中。不成对的边缘模式平均携带零电流，但存在依赖于时间的电流波动。我们计算了由一系列边缘涡流产生的散粒噪声功率，发现它随它们的间距而增加-即使间距比核心尺寸大得多，因此涡流不重叠。这种非定域性产生异常的V log V增加的散粒噪声在电压偏置的几何形状，这是一个显着的特点相比，在V的线性马约拉纳费米子散粒噪声。
2020-09-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Noise-to-current ratio divergence as a fingerprint of dispersing Majorana edge modes
提出通过噪声-电流比发散来明确探测一维色散马约拉纳边缘模，解析证明并数值验证，适用于多种拓扑超导体。
2025-02-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Encoding a qubit with Majorana modes in superconducting circuits
马约拉纳费米子是人们长期寻找的奇异粒子，它们是自己的反粒子。在这里，我们建议利用超导电路来构建两个超导量子比特阵列，其中Majorana模式可以发生。一个所谓的马约拉纳量子比特是通过使用不成对的马约拉纳模式来编码的，这种模式出现在马约拉纳费米子表示中链的左右两端。我们还显示了这个马约拉纳量子比特的自旋表示和它的优势，在一个单一的超导量子比特，关于量子相干性。此外，我们建议使用四个超导量子比特作为最小的系统来演示编织的马约拉纳模式，并显示如何编织马约拉纳之前和之后的状态可以区分。
2014-09-20 cond-mat.supr-con quant-ph
High-temperature Majorana zero modes
我们采用一般的参数和数值模拟表明，不成对的马约拉纳零模式可以发生在一个三维拓扑绝缘体，如Bi $_2$ Se $_3$之间的界面处的Abrikosov涡旋的核心，和扭曲的双层高$T_c$铜氧化物超导体，如Bi $_2$ Sr $_2$ CaCu $_2$ O $_{8+δ}$。当扭转角接近$45^{\rm o}$时，后者在接近其原生$T_c\simeq 90$ K的温度下形成完全带隙的拓扑超导体。在这些结构中的马约拉纳零模式将持续到前所未有的高温，并根据界面的质量，可能会受到比其他候选系统更大幅度的差距的保护。
2022-02-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Non-perturbative constraints from symmetry and chirality on Majorana zero modes and defect quantum numbers in (2+1)D
本文利用(2+1)D可逆费米拓扑态的代数刻画，非微扰地分析内部对称群与手性中心荷对未配对MZMs及缺陷量子数的约束，并提出费米晶体等价原理。
2023-03-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
In-plane Zeeman field induced Majorana corner and hinge modes in an $s$-wave superconductor heterostructure
二阶拓扑超导体主机马约拉纳角和hingemodes在二维和三维的传统的边缘和表面模式。然而，这种二阶角模的实现通常需要非常规的超导配对或复杂的结或分层结构。在这里，我们表明，马约拉纳角模可以实现使用二维量子自旋霍尔绝缘体在接近接触的$s$波超导体和受面内塞曼场。超过临界值，面内塞曼场诱导相邻边界之间的有效狄拉克质量相反，导致一个马约拉纳模式在每个角落。类似的范例也适用于3D拓扑绝缘体与马约拉纳铰链状态的出现。避免复杂的超导体配对和材料结构，我们的计划提供了一个实验现实的平台，实现马约拉纳角和铰链状态。
2020-06-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Quantum Degenerate Majorana Surface Zero Modes in Two-Dimensional Space
研究了电偶极矩向法向极化的多层结构中自旋极化的费米子极性分子的拓扑性质。当极性分子通过层间吸引力相互作用配对时，在稀密度区，未配对的Majorana费米子可以宏观地在顶层和底层产生。我们表明，由此产生的拓扑状态是有效地由一束一维Kitaev梯子标记的面内动量k和-k，因此属于BDI类的缠绕数Z，保护的时间反转对称性。Majorana表面模在零能量处表现出一个平带，与体材料中的Bogoliubov激发完全隔离，因此成为研究量子简并Majorana费米子相互作用效应的理想体系.我们进一步表明，额外的干涉条纹可以被识别为这样的二维马约拉纳表面模式的飞行时间实验中的签名。
2019-01-12 cond-mat.quant-gas cond-mat.supr-con
Defect bulk-boundary correspondence of topological skyrmion phases of matter
本文在有效无相互作用系统中发现拓扑斯格明子相的十字形零模，提出由动量空间自旋缺陷诱导的第二类体-边对应关系，并给出模型构造、斯格明子数计算方法及三维相。
2023-06-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con quant-ph
Dual topological superconducting states in the layered titanium-based oxypnictide superconductor BaTi$_2$Sb$_2$O
拓扑超导体中的Majorana零模具有非阿贝尔统计性质，具有实现非退相干拓扑量子计算的潜力。然而，拓扑超导体的物质实现仍然是凝聚态物理的一个挑战。利用高分辨角分辨光电子能谱和第一性原理计算，我们预测并揭示了钛基氧铌酸盐超导体BaTi $_2$ Sb $_2$ O中费米能附近拓扑狄拉克半金属态和拓扑绝缘体态（$E_F$）的共存.进一步的自旋分辨测量证实了它的自旋螺旋表面状态周围的$E_F$，这是拓扑保护，并提供了一个机会，实现马约拉纳零模式和马约拉纳平坦带在一种材料。具有双拓扑超导态的本征超导体BaTi $_2$ Sb $_2$ O有望成为进一步研究拓扑超导性的一个平台。
2020-09-15 cond-mat.supr-con
Effects of dynamical noises on Majorana bound states
拓扑超导体中未成对的马约拉纳束缚态（MBSs）的非定域性质可以用来创建拓扑保护的量子位，并通过编织容错地执行门操作。然而，任何实际系统中不可避免的与环境耦合所引起的时变噪声会破坏拓扑保护。在这项工作中，我们研究了各种动力学噪声，如洛伦兹，热和量子点接触的MBSs在最近提出的一维拓扑超导体的影响。我们首先研究了Kitaev p波超导体，并研究了长程跳跃和配对对MBSs跃迁速率的影响。我们发现，特别是，长程配对显着降低的束缚态的跃迁速率。然后，我们考虑最近发现的拓扑超导纳米线和磁链。我们的研究结果是相应的最近试图操纵MBS。特别是，对于后两个实验实现的系统，我们认为如何低磁/塞曼场和强自旋-轨道耦合使MBS更强大的噪声。
2020-10-08 cond-mat.supr-con
Electrical detection of the Majorana fusion rule for chiral edge vortices in a topological superconductor
拓扑超导体中束缚在涡旋上的马约拉纳零模具有非阿贝尔交换统计，由非确定性融合规则表示：当两个涡旋合并时，它们可能会或可能不会以相等的概率产生未配对的费米子。建立在最近的建议，通过约瑟夫森结的手征模式注入边缘涡，我们展示了如何融合规则体现在电气测量。在一对约瑟夫森结上的$2π$相移产生了一个处于奇偶费米子宇称状态的拓扑量子比特，该拓扑量子比特通过边缘涡旋的手征运动转化为奇偶费米子宇称和奇偶费米子宇称的等重叠加。在第二对约瑟夫森结处的边缘涡旋的融合导致每个周期零个或一个电子的相关电荷转移，使得每个结处的电流呈现出散粒噪声散粒噪声，但是电流的差几乎是无噪声的。
2018-12-04 cond-mat.supr-con quant-ph
Linear and quadratic temperature dependence of electronic specific heat for cuprates
我们将铜氧化物超导体模型化为一个无限层状晶格结构，其中包含成对和非成对费米子的流体。成对的费米子是超导载流子，它是一种非相互作用的零自旋玻色子，具有线性的能量-动量色散关系，与非成对的费米子共存于一系列垂直于它们的方向堆叠的几乎二维的平板中。板间可穿透的平面由板堆叠方向上的狄拉克梳状势模拟，而成对和未成对的电子（或空穴）自由地平行于平面移动。成对的费米子在BEC临界温度凝聚，在此温度下，它们的比热会发生跃变。我们假设该温度等于超导临界温度和YBaCuO_（7-x）的比热跃变，以确定我们的模型参数：平面不透性和超导载流子分数。在超导温度T_c附近和T_c以下，我们直接得到了线性（γ_eT）和二次（αT^2）电子比热项，其中γ_e和α与最近报道的实验值相当。在计算晶格比热（声子）Cl从声子谱数据从非弹性中子散射实验，并添加到电子（配对加未配对）Ce组件，我们定性地重现总比热低于Tc，其曲线位于接近实验之一，重现其精确值在Tc。
2013-01-09 cond-mat.supr-con
Disorder-assisted error correction in Majorana chains
最近人们认识到，淬火无序可以通过降低任意子在零温度下的迁移率来增强拓扑量子比特的可靠性。在这里，我们计算存储时间与未配对马约拉纳费米子量子链的无序和不无序-最简单的玩具模型的量子存储器。无序的形式是随机的位置依赖的化学势。相应的单粒子问题是一个一维的安德森模型与无序的跳跃振幅。我们专注于零温度存储的量子比特编码的基态的马约拉纳链。存储和检索的记忆哈密顿量下的一个单一的演变建模与未知的弱扰动，然后由一个错误校正步骤。假设单粒子问题的动态局部化，我们表明，存储时间与系统的大小呈指数增长。通过估计单粒子本征函数的李雅普诺夫指数，我们给出了支持所需的本地化属性的证据。我们还模拟了存储过程中的链与几百个网站。我们的数值结果表明，在没有无序，存储时间的增长仅作为系统大小的对数。我们提供了数值证据的存储时间的无序的有益影响，并表明，适当选择的伪随机电位可以优于随机的。
2011-08-18 cond-mat.supr-con quant-ph
Majorana bound states in d-wave superconductor planar Josephson junction
本研究针对d波超导体平面约瑟夫森结，发现面内塞曼场可调控出承载马约拉纳束缚态的拓扑态，分析了不同d波配对下的拓扑能隙行为，提出可结合铜氧化物超导体与Bi₂O₂Se实现的方案。
2023-11-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con quant-ph
Anisotropic and tunable vortex topology in multiband iron-based superconductors
本文研究了多带铁基超导体中涡旋取向与电子拓扑相互作用导致的各向异性马约拉纳涡旋拓扑，发现x涡旋具有独特的对偶拓扑相图，可在宽参数范围内支持稳定马约拉纳涡旋并可通过单轴应变调控，为铁基超导量子器件开发提供了新平台。
2024-12-30 cond-mat.supr-con
Microscopic theory for a ferromagnetic-nanowire/superconductor heterostructure: Transport, fluctuations and topological superconductivity
受Wang等人[Nature Physics 6，389（2010）]最近实验的启发，他们观察到铁磁钴纳米线邻近耦合到超导电极的非常不寻常的输运行为，我们研究了这种介观混合结构中的邻近效应和温度依赖性输运。我们假设，在隧道势垒的不对称性引起的Rashba自旋轨道耦合的障碍，使感生的p波超导铁磁体的存在。我们首先发展了Andreev散射在自旋轨道耦合界面的微观理论，推导出一组自洽的边界条件，并找到一个表达式的p波minigap的微观参数的接触。其次，我们研究了超导转变附近电阻的温度依赖性，发现它通常具有涨落诱导峰。电阻的上升与单粒子态密度的抑制有关，这是由于形成了涨落对，其隧穿被抑制。最后，我们讨论了这一点和相关的设置，涉及铁磁纳米线的上下文中的一维拓扑超导体。有人认为，要实现不成对端马约拉纳模式，不一定需要一个半金属态，但部分自旋极化可能就足够了。最后，我们提出了另一类相关的材料系统-铁磁半导体线耦合到铁磁超导体-直接实现Kitaev-Majorana模型应该特别简单。
2012-02-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Visualization of Topological Boundary Modes Manifesting Topological Nodal-Point Superconductivity
带状绝缘体的拓扑分类扩展到拓扑半金属，让位于狄拉克、外尔和节线半金属的拓扑分类，它们具有独特的费米弧和鼓头边界模式。类似地，对于具有马约拉纳边界模式的拓扑节点超导体，也有几种建议采用拓扑超导体的分类。在这里，我们表明，表面1H终止的过渡金属二硫属化合物4 Hb-TaS $_2$，其中1 T-TaS $_2$和1H-TaS $_2$层交错，具有拓扑节点超导体的现象。我们在扫描隧道光谱中发现了超导能隙内的剩余态密度。一个指数衰减的束缚模式成像内的超导能隙沿暴露的1H层的边界的无隙马约拉纳边缘模式的特性。边缘模局域化长度的各向异性性质旨在实现拓扑节点超导性。一个零偏压电导峰进一步成像相当各向同性涡核。所有的观测都是在一个二维节状Weyl超导态的理论模型下进行的，该超导态是由轨道间的Cooper配对产生的。在层状材料中观察到本征拓扑节点超导性将为进一步研究Majorana边缘模及其在量子信息处理中的应用铺平道路。
2021-12-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Self-organized topological state in the magnetic chain on the surface of a superconductor
理论上已证明，与普通s波超导体表面的磁性吸附原子链相关联的电子态形成一维拓扑相，其末端束缚着未成对的Majorana费米子。在一个简单的一维有效模型中，该系统表现出一种有趣的自组织性质：吸附原子磁矩形成的螺旋的螺距倾向于自我调整，以便在物理上可访问的任何状态下，该链都保持在拓扑相。在这里，我们研究的物理基础，这种自组织属性的框架中的一个更现实的二维模型的超导表面耦合到一个一维链的磁性吸附原子。同时处理超导序和磁矩自洽，我们发现，系统保持其自组织属性，即使拓扑相延伸的相图相比，1D模型的一个较小的部分。我们还研究了不完善的影响，并发现，一旦建立，拓扑相生存中度水平的混乱。
2014-06-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
On the signatures of non-topological patches on the surface of topological insulators
层状$\text{FeTe}_{0.55}\text{Se}_{0.45}$（FTS）超导体的非平凡拓扑结构与Te浓度密切相关。出于这一点，连同预期的Te波动合金无序，我们开发了一个简单的分层模型的强大的拓扑绝缘体，使我们能够描述一个场景，拓扑平凡域渗透的样品。我们指的是这样一个阶段的拓扑结构域无序和研究的局部密度（LDOS）的拓扑表面状态，可以使用扫描隧道光谱（STS）在这个阶段进行测量。我们发现，拓扑平凡域的表面上，人们会期望的拓扑表面状态是不存在的，出现作为区域的抑制LDOS增强LDOS域壁包围。此外，我们表明，研究的STS的能量依赖性，应该让我们区分拓扑平凡的部分表面从其他形式的混乱。最后，我们讨论了这样的局部消失的拓扑表面状态的观察涡的Majorana模式的影响。
2021-08-30 cond-mat.dis-nn cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Potentiometric detection of spin polarization expected at the surface of FeTe0.6Se0.4 in the effective p-wave superconducting state
该研究采用电位法在超导态 FeTe0.6Se0.4 表面检测到具温度与偏置电流特征依赖的自旋极化，为其有效 p 波超导性及 Majorana 激发提供证据。
2025-04-23 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con quant-ph
Diagnosis of pairing symmetry by vortex and edge spectra in kagome superconductors
层状可果美金属AV_3Sb_5（A=K，Rb，Cs）表现出多种相关电子现象。它包括电荷密度波的形成和超导电性的配对对称性，然而，由于相互矛盾的实验证据是有争议的。通过计算的基础上，在平均场水平的实空间晶格模型，我们调查的涡旋和表面光谱的所有竞争配对倾向建议AV 3Sb 5从弱耦合分析的非常规超导性。手征p波配对出现作为唯一的选择主机马约拉纳束缚态的涡核。我们发现手征边缘状态的p-波和d-波配对，随着平坦的Andreev表面束缚态的f -波配对。我们的结果扩展了超导配对的指纹，从而有助于解决AV 3Sb 5的超导性质。
2022-05-27 cond-mat.supr-con
Observation of Topological Superconductivity in a Stoichiometric Transition Metal Dichalcogenide 2M-WS2
拓扑超导体（Topological Superconductors，TSCs）是一种非传统的超导体，其边界上具有体超导能隙和带隙内Majorana态，可以作为拓扑量子比特用于量子计算。尽管它们在基础研究和应用方面都很重要，但天然TSC非常罕见。在这里，结合最先进的同步加速器和激光为基础的角度分辨光电子能谱，我们研究了化学计量的过渡金属二硫属化物（TMD），2M-WS2与超导转变温度为8.8 K（最高的所有TMD中的自然形式的日期），并观察到独特的拓扑表面状态（TSS）。此外，在超导态，我们发现TSS获得了一个无节点的超导能隙，其大小与体态的相似。这些发现不仅证明了2M-WS2作为本征TSC而不需要敏感的成分调整或复杂的异质结构制造，而且由于其范德华层状结构，还为器件应用提供了理想的平台。
2021-04-14 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Three-dimensional charge density wave and robust zero-bias conductance peak inside the superconducting vortex core of a kagome superconductor CsV$_3$Sb$_5$
基于过渡金属的可果美金属为承载各种电子不稳定性的相关拓扑相提供了通用平台。虽然超导性在层状可果美化合物中是罕见的，但它与非平凡拓扑结构的相互作用可以提供一个吸引人的空间来实现准粒子的奇异激发。在这里，我们使用扫描隧道显微镜（STM）研究一个新发现的Z $_2$拓扑kagome金属CsV $_3$ Sb $_5$超导基态。我们观察到与费米能级附近的能隙的开放相关联的电荷调制。当跨越单晶胞表面台阶边缘时，这种电荷调制的强度表现出π相移，表明三维2 $\times$ 2 $\times$ 2电荷密度波有序。有趣的是，一个强大的零偏置电导峰内观察到的超导涡旋核心的Cs 2 $\times$ 2表面上，不分裂在一个大的距离时，从涡旋中心移动，类似的Majorana束缚态所产生的超导狄拉克表面状态在Bi $_2$ Te $_3$ /NbSe $_2$异质结构。我们的研究结果建立CsV $_3$ Sb $_5$作为一个有前途的候选人实现异国情调的激发在汇合处的非平凡的晶格几何形状，拓扑结构和多个电子订单。
2021-05-13 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
