Superconducting Vortices induced Periodic Magnetoresistance Oscillations in Single Crystal Au Nanowires
在本文中，我们表明，它是可能的，在金纳米线连接到超导电极诱导超导涡旋。金纳米线通过邻近效应获得超导电性。纳米线的微分磁阻在超过临界磁场时表现出随着磁场增加的均匀振荡，其周期为\phi 0/（2 \pir^2）（\phi 0 = h/2 e是超导通量量子，r = 35 nm是纳米线的半径）。我们证明，这些周期性的振荡是连续的生成和移动的涡旋在金纳米线的签名。
2011-07-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Superconducting Vortices and Elliptical Ferromagnetic Textures
本文用解析法和数值法研究了具有铁磁织构的超导薄膜。计算了超导体中由磁织构引起的屏蔽电流。接近超导转变温度$T_c$的超导涡旋的自发创建变得有利于能量的值取决于磁化和磁织构的几何量。椭圆形点产生的旋涡比圆形点产生的旋涡更有利于能量的产生。椭圆点阵覆盖的超导体具有各向异性输运性质。
2003-09-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Proximity Induced Vortices and Long-Range Triplet Supercurrents in Ferromagnetic Josephson Junctions and Spin Valves
利用Keldysh方法研究了几种扩散铁磁体/超导体结构中的超电流输运。我们分离出偶数和奇数频率分量，并确定相对贡献的单重态和三重态通道。我们首先考虑由均匀SFFS结构和三层SFFFS结构组成的一维约瑟夫森结构。我们的研究结果表明，SC垂直于FF界面流动，将锥形纹理产生的最有效的方式来观察的签名的远程SC。我们还考虑了三种不同类型的有限大小的二维结构进行施加磁场：一个统一的SFS结，和两个SFFS配置与不同的FF双层安排。在一种情况下，FF界面与SF界面平行，而在另一种情况下，FF结垂直于SF界面取向。对于均匀的SFS结，我们解析推导出的磁场感应SC和对电位，提供洞察的临界SC和邻近涡的变化。我们广泛的计算表明，诱导的长程SC可以深入渗透到均匀的FF双层时，单线态SC平行于FF界面流动，这是在形成鲜明对比的配置，SC垂直于FF界面流动。我们查明的起源诱导的三重态和单重态的相关性，通过分解的总SC的空间配置文件。我们发现，当F带的厚度不相等时，与平行于FF界面流动的SC相关联的长程SC的穿透更加明显。最后，我们表明，相应的实验可访问SFFN自旋阀提供了一个有效的平台，预测的长程效应可以有效地产生和探测。
2015-03-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Majorana fermions in pinned vortices
利用拓扑绝缘体表面上邻近诱导超导的特殊性质，我们提出了一种装置，该装置允许在钉扎Abrikosov涡旋的核心内产生Majorana费米子。相关的Bogolyubov-de Gennes方程解析研究。我们证明，在这个系统中的零能量马约拉纳费米子状态是由一个大的能隙，零温度超导能隙$Δ$的顺序，从一个带的单粒子非拓扑激发。换句话说，马约拉纳费米子对热涨落保持稳健，只要温度保持显著低于临界超导温度。实验上，Majorana状态可以通过测量Abrikosov涡旋中心的隧道微分电导来检测。在这样的实验中，马约拉纳态表现为零偏异常，它与非拓扑激发的贡献之间有一个$Δ$量级的间隙。
2011-08-18 cond-mat.mes-hall
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
Self-biased current, magnetic interference response, and superconducting vortices in tilted Weyl semimetals with disorder
我们推广了外磁场作用下具有倾斜带的Weyl半金属的准经典模型。该模型适用于弹道，中度无序，样品中含有高密度的杂质。我们采用这种形式主义，并表明，自偏置的超电流，创建一个100结，可以通过三重态通道外尔半金属。此外，我们的研究结果表明，多个超导逆转是通过不同的结厚度和参数表征外尔半金属。我们讨论了不同的参数对电荷超电流的夫琅和费响应的影响，以及这些参数是如何能够在三重态通道中移动邻近诱导涡旋的位置。
2019-01-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Stabilization of Majorana modes in vortices in the superconducting phase of topological insulators using topologically trivial bands
如果通过邻近效应在拓扑绝缘体的金属表面态中诱导超导性，则Majorana模将被捕获在涡核上。相同的效应适用于掺杂的拓扑绝缘体，只要掺杂不超过临界值$ μ^{\pm}_c.$，其就成为体s波超导体。正是在该临界化学势下，材料忘记了它是由带反转的拓扑绝缘体产生的;它失去了它的拓扑\emph{imprint.}对于最常见的拓扑绝缘体类，其可以用最小的4带狄拉克模型来建模，因此可以容易地计算$μ^{\pm}_c$的值，但是对于具有更复杂的电子结构的材料，例如HgTe或ScPtBi，结果是未知的。我们表明，由于与一个额外的Kramers对拓扑平凡的频带的碲汞类电子结构（其中包括三元Heusler化合物）的拓扑印记的杂交，可以广泛地扩展为p型掺杂。作为一个实际的结果，我们认为这种杂交的影响范围内的掺杂马约拉纳模式将被绑定到超导拓扑绝缘体的涡旋，并表明，该范围是强烈扩展的p型掺杂，并减少了n型掺杂。这使得其他拓扑现象可能在更宽的掺杂范围内稳定的可能性成为可能。
2012-10-19 cond-mat.mes-hall
Topologically Induced Fermion Parity Flips in Superconductor Vortices
二维拓扑超导体中的Majorana束缚态的一个突出特征是它们在被涡旋环绕时获得$π$的相位因子。这项工作的重点是涡的自由度本身，并表明，在马约拉纳状态的变化是伴随着费米子宇称变化的漩涡内。这种宇称翻转被解释为超导导线中费米子宇称泵机制的高维模拟，以及通过一般的拓扑参数。这是证明在三种不同的情况下的水平交叉-在i）自旋三重态配对超导体，并在邻近诱导超导系统涉及ii）量子自旋霍尔铁磁体混合和iii）陈绝缘体。
2015-02-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Supercurrent vortices and Majorana zero modes induced by an inplane Zeeman field on the surface of a three-dimensional topological insulator
非均匀面内塞曼场可以在超导二维系统和薄膜中诱导自旋轨道耦合电子自发超电流。在这项工作中，它表明，电流涡流可以创建在一个长的均匀磁化的铁磁绝缘体，这是沉积在三维拓扑绝缘体的表面上的条带的末端。假设其表面的s波超导电性具有内在起源，或由邻近效应引起。结果表明，奇涡量的涡旋可以使Majorana零模局部化，而后者也可能是由窄畴壁引起的，这为通过移动畴壁来操纵这些模提供了一种途径.结果表明，涡度可以通过改变条带的磁化强度和宽度来调谐。分析了带磁化强度相对于Berezinsky-Kosterlitz-Erdless跃迁的稳定性。
2020-10-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Vortices in a Monopole Superconducting Weyl Semi-metal
二次谐波超导体是一种新的拓扑相，它具有拓扑保护的间隙节点，这些间隙节点是由库珀对的非平凡Berry相结构产生的。在这项工作中，我们提出了一个时间反演破碎的Weyl半金属和$s$波超导体之间的邻近效应实现的超导体。此外，我们还利用投影方法和精确解研究了该系统的零能涡旋束缚态。由于动量空间中的序参量的非平凡缠绕，零模在实空间中表现出非平凡的相位缠绕。通过将哈密顿量映射到$(1+1)$ d Dirac哈密顿量，证明了与Jackiw-Rebbi模类似的零模受到指数定理的保护.最后，我们提出了可能的实验实现。
2020-01-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Tunable vortex dynamics in proximity junction arrays: a possible accurate and sensitive 2D THz detector
超导邻近岛阵列已被证明是高度可调的电场和磁场。实际上，电场和磁场的微小变化可以将系统从涡旋莫特绝缘体调谐到涡旋金属。一旦超导涡旋的密度与非缺陷结构中钉扎位置的密度相匹配，就可以发生从局域态到非局域态的这种转变。讨论了通过提高超导序参量或调制约瑟夫森等离子体频率进一步调制非定域超导态的可能性。基于非测辐射热效应与非平衡现象的发生，在这个原始的超导网络，我们还讨论了这种阵列的一个概念上的新型辐射探测器的可能应用。
2019-12-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Interplay of the inverse proximity effect and magnetic field in out-of-equilibrium single-electron devices
磁场显着影响非平衡准粒子（QP）分布的条件下的逆邻近效应的显着例子的单电子混合旋转门。这种效应抑制了与库仑封锁岛的十字转门结附近的超导引线中的间隙，从而将热量子点捕获在该区域。所施加的磁场以涡旋或导线中超导能隙减小的区域的形式产生额外的QP陷阱，导致QP从结释放。我们提出了明确的实验证据，这种相互作用的逆邻近效应和一个磁场揭示自己在超导能隙增强的磁场，以及在显着改善的旋转栅门特性。观察到的逆邻近效应和外部磁场的相互作用，其在QP过热的背景下的理论解释是重要的各种超导和混合纳米电子器件，发现应用在量子计算，光子探测和量子精密测量。
2016-12-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Electric charging of magnetic textures on the surface of a topological insulator
三维拓扑绝缘体表现出二维Dirac方程描述的无隙表面模。我们研究了沉积在三维拓扑绝缘体上的铁磁薄膜中的磁织构，如畴壁和涡旋。结果表明，这些纹理可以带电，归因于邻近效应与狄拉克表面状态。我们导出了电荷和磁荷之间的一般关系。作为一个物理结果，我们讨论了畴壁运动驱动的一个外加电场，这保证磁器件具有高的热效率。
2010-10-15 cond-mat.mes-hall
Bound fermion states in pinned vortices in the surface states of a superconducting topological insulator: The Majorana bound state
通过解析求解Bogoliubov-de Gennes方程，我们研究了二维超导体中涡旋核中心的费米子束缚态。我们考虑了三种二维超导模型：（a）具有低密度涡旋线的混合态的标准II型超导体，（b）具有强自旋-轨道耦合锁定自旋平行于动量的超导体和（c）具有强自旋-轨道耦合锁定自旋垂直于动量的超导体。利用$s$波超导体与强拓扑绝缘体表面态之间的邻近效应诱导出二维超导态。在情况（a）中，激发的能隙为$Δ_{\infty}^2/(2E_F)$阶，而在情况（b）和（c）中，零能马约拉纳态与费米子激发的等间隔（$Δ^2_{\infty}/E_F$）序列一起出现。自旋动量锁定是马约拉纳态形成的关键。我们给出了能谱和波函数的解析表达式。
2020-05-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Vortex Refraction at Tilted Superconductor-Normal Metal Interfaces
Université Paris-Saclay, ENS Paris-Saclay（巴黎萨克雷大学，巴黎萨克雷高等师范学院）；École Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL)（洛桑联邦理工学院）
研究揭示了超导体-正常金属界面处涡旋的折射规律，通过模拟验证了低有效质量下的涡旋捕获现象，并探讨了涡旋粘性差异对核心位移的影响。
2025-07-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Flux flow spin Hall effect in type-II superconductors with spin-splitting field
我们预言了第二类超导体中的极大自旋霍尔效应，其机制与以前已知的机制截然不同。我们发现，在磁通流区的自旋输运的自旋极化Abrikosov涡的作用下的洛伦兹力的作用下，在垂直于所施加的电流的方向上。由于大的涡旋速度的自旋霍尔角可以是基于高场超导体或最近开发的超导体/铁磁绝缘体邻近结构的现实系统中的统一的顺序。提出了一种基于运动涡旋晶格周期结构的高频纯自旋电流发生器的实现方法。我们发现了运动涡旋产生的电荷不平衡和自旋积累的模式，这些模式可以用于单个涡旋运动的电学检测。基于注入自旋电流时驱动力作用于涡旋，导致横向电压的产生，提出了逆磁通流自旋霍尔效应的新机制。
2018-09-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Fractional topological superconductors with fractionalized Majorana fermions
在本文中，我们介绍了一个二维分数拓扑超导体（FTSC）作为一个强关联的拓扑状态，可以通过诱导的阿贝尔分数量子霍尔态的超导性，通过邻近效应。当邻近耦合较弱时，FTSC具有与其母态相同的拓扑序，因此是阿贝尔的。然而，在增加邻近耦合时，这种阿贝尔FTSC的体隙关闭并重新打开，导致新的拓扑顺序：非阿贝尔FTSC。利用几个参数，我们将推测描述非阿贝尔FTSC边缘态的共形场论（CFT）是$U(1)/Z_2$轨道理论，并利用它写出基态波函数。此外，我们预测FTSC的基础上的Laughlin状态在$ν=1/m$填充主机分数马约拉纳零模式绑定到超导涡旋。这些零模是非阿贝尔准粒子，这在它们的量子维数$d_m=\sqrt{2m}$中是显而易见的。利用基于棱边CFT的多准粒子波函数，导出了零模的投影辫阵。最后，非阿贝尔FTSC和$Z_{2m}$转子模型具有相似的拓扑顺序之间的连接进行了说明。
2013-01-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
A topological Josephson junction platform for creating, manipulating, and braiding Majorana bound states
作为对确定平台，其中马约拉纳束缚态可以实现和操纵，以执行量子位操作的激烈努力的一部分，我们提出了一个拓扑约瑟夫森结架构，实现这些功能，可以实验实现。该平台使用沉积在拓扑绝缘体膜上的常规超导电极来形成邻近耦合横向约瑟夫森结的网络。穿过结势垒网络的磁场产生约瑟夫森涡旋，其具有局部在结中的马约拉纳束缚态，其中局部相位差是$π$的奇数倍，即，附接到约瑟夫森涡旋的核。这使我们能够通过移动约瑟夫森涡旋来操纵马约拉纳态，实现这些系统独有的功能，而不是其他系统，例如由拓扑超导体纳米线组成的系统。我们描述的协议：1）通过交换编织定域马约拉纳态，2）控制相邻定域马约拉纳态的分离并因此耦合以通过马约拉纳模的杂化实现非阿贝尔旋转，以及3）读出由这种操作引起的非定域宇称相关的变化。这些方案利用电流脉冲和局部磁场脉冲的应用来控制涡旋的位置，并测量约瑟夫森电流-相位关系来揭示马约拉纳束缚态的存在。我们描述的架构和方案的背景下，目前正在进行的实验。
2020-11-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Chiral Topological Superconductor From the Quantum Hall State
二维手征拓扑超导体在体块中具有完全的配对能隙，在边缘处具有单个手征Majorana态。手征超导态的涡旋具有Majorana零模，这是涡旋的非阿贝尔统计的原因。尽管进行了大量的研究，但这种新的超导态尚未在自然界中被发现。在本文中，我们考虑了一个量子霍尔或量子反常霍尔态附近的平台过渡，并接近一个完全带隙的s波超导体。我们表明，这种混合系统实现了长期以来追求的手征超导状态，并提出了几种实验方法来观察。
2010-03-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Competing energy scales in topological superconducting heterostructures
拓扑超导电性已经成为一个可行的路线，创造马约拉纳模式，奇异的准粒子，提出了很大的期望存储和操纵信息的拓扑量子计算方案。实现它们的基本成分是自旋非简并金属态近似于s波超导体。在这种背景下，具有相当大的自旋-轨道耦合的材料中的邻近诱导超导性近年来得到了大量的研究。虽然有令人信服的证据表明，超导性确实可以诱导，但很难阐明其拓扑性质。在这项工作中，我们系统地设计了一种人工拓扑超导体，通过逐步将超导性（Nb）引入具有强自旋轨道耦合（Pt）和3D拓扑表面态（Bi 2 Te 3）的金属。通过纵向研究的超导涡旋内的s波超导Nb和邻近耦合Nb/Pt和Nb/Bi 2 Te 3的字符，我们检测到出现的零偏置峰，这是直接链接到拓扑表面状态的存在。支持一个详细的理论模型，我们的研究结果是合理的竞争能源的趋势，发现施加上限的大小的minigap分离马约拉纳和平凡的模式，其大小最终与基本材料的性能。
2020-11-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Tuning the Dirac point to the Fermi level in the ternary topological insulator (Bi$_{1-x}$Sb$_{x}$)$_{2}$Te$_{3}$
为了稳定邻近诱导拓扑超导体的涡旋内的马约拉纳激发，狄拉克点必须与费米能级相当精确地匹配，使得涡旋内的常规受限态与马约拉纳型激发很好地分离。在这里，我们表明，角分辨光电子能谱，（Bi $_{1-x}$ Sb $_{x}$）$_{2}$ Te $_{3}$薄膜与$x=0.94$制备的分子束外延和转移在真空中从分子束外延系统的光电设置匹配这个条件。狄拉克点是在10毫电子伏的费米能级周围，我们没有观察到任何体带相交的费米能级。
2015-10-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Corner Majorana states in semi-Dirac
University of Salamanca（萨拉曼卡大学）；Instituto de Estructura de la Materia IEM-CSIC（材料结构研究所 IEM-CSIC）
本文提出通过二维半狄拉克系统边缘态实现Majorana束缚态的理论框架，利用 Rashba 自旋轨道耦合与 Zeeman 场的相互作用，在有限几何中诱导角Majorana模，通过耦合 Kitaev 链描述其起源与鲁棒性。
2026-04-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con quant-ph
Anomalous vortex Hall effect in a ferromagnet/superconductor heterostructure
本研究在超导δ-TaN/铁磁CoFeB异质结构中实现了超导与铁磁共存，并在临界温度附近的混合态中观察到由底层CoFeB杂散场诱发的反常涡旋霍尔效应，为邻近效应诱导的涡旋动力学及新型超导自旋电子器件设计提供了新见解。
2025-04-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Topological aspects of $π$ phase winding junctions in superconducting wires
我们在不同的邻近感应一维超导体模型中理论研究了相移为$π$的约瑟夫森结。拓扑超导体的显著实验特征之一，即分数化的$4 π$周期性约瑟夫森效应，与这种结中特征零能量束缚态的发生密切相关。我们做了一个更一般的类型的$π$ -结创造“相绕组”的交界处的序参量的相位旋转一个角度$π$，而其绝对值是有限的详细分析。这样的结具有不同的性质，也从拓扑学的观点来看，并且没有受保护的零能量模式。我们比较拓扑（$p$ -波）和平凡（$s$ -波）超导导线中的这种结的现象，并简要讨论可能的实验探针。此外，我们提出了一个拓扑场论，给出了一个最小的描述与缺陷对应的$π$结的导线。这个有效理论是描述二维拓扑超导体半涡旋中马约拉纳束缚态的类似理论的一维版本。
2015-05-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Experimental and materials considerations for the topological superconducting state in electron and hole doped semiconductors: searching for non-Abelian Majorana modes in 1D nanowires and 2D heterostructures
在s波超导体附近，具有相当大的自旋轨道耦合和塞曼分裂的一维或二维电子或空穴掺杂的半导体杂质半导体可以支持拓扑超导（TS）态。半导体TS状态具有马约拉纳费米子作为在序参量缺陷（例如涡旋和样品边缘）处的局部零能量激发。在这里，我们研究了半导体表面淬火无序对电子和空穴掺杂半导体杂质半导体中TS态稳定性的影响。通过考虑时间反演对称性破缺（由于塞曼分裂）和无序的相互作用，我们推导出TS态超导准粒子能隙的无序抑制的表达式。我们的结论是，无序的影响可以通过增加自旋轨道能量与塞曼分裂的比例最小化。通过给出明确的数字，我们表明，一个稳定的TS状态是可能的，在电子和空穴掺杂的杂质半导体的实验现实值的参数。我们讨论可能合适的半导体材料，这应该是领先的候选人在固态系统中的马约拉纳搜索。
2012-02-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Vortex and Surface Phase Transitions in Superconducting Higher-order Topological Insulators
具有本征或邻近耦合s波超导性的拓扑绝缘体（TI）在涡旋线的端部具有马约拉纳零模（MZM）。MZM存活到TI的临界掺杂，在该临界掺杂处存在消除MZM的涡旋相变。在这项工作中，我们表明，高阶拓扑绝缘体（HOTI）的现象可以定性不同。特别是，我们发现两个明显的特点。(i)我们发现，放置在HOTI的间隙（侧）表面上的旋涡，表现出一对相变作为掺杂的函数。第一个转变是表面相变，之后出现MZM。第二个转变是众所周知的涡旋相变。我们发现表面跃迁是由于超导能隙与表面局部$\mathcal{T}$破缺能隙之间的竞争而产生的。(ii)我们提出的数值证据表明，强的变化的临界掺杂的旋涡相变作为中心的旋涡被移向或远离铰链的样品。我们相信我们的工作提供了新的现象学，可以帮助识别HOTI，以及说明一个有前途的平台，实现MZM。
2020-07-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
One-dimensional topological superconductivity in a van der Waals heterostructure
本文通过在NbSe₂上放置单层WTe₂构建范德华异质结，利用扫描隧道显微镜直接探测超导性质，证实了一维拓扑超导的存在，并发现其边缘态对磁场鲁棒且由横向自邻近效应保护，为马约拉纳束缚态的实现提供了平台。
2023-04-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Tunneling spectroscopy of topological insulator Josephson junctions
University of Cologne（科隆大学）；RWTH Aachen University（亚琛工业大学）；Max Planck Institute for the Science of Light（马克斯·普朗克光科学研究所）；Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg（埃尔朗根-纽伦堡大学）
本文在拓扑绝缘体约瑟夫森结中实验观测到由自旋动量锁定导致的稳健能隙闭合与重开现象，证实了其拓扑起源。
2026-11-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
