Majorana Fermions in Proximity-coupled Topological Insulator Nanowires
一个拓扑绝缘体纳米线，邻近耦合到一个普通的体s波超导体和受到纵向施加的磁场，实现了一个一维拓扑超导体与未成对的马约拉纳费米子定位在两端。这种情况发生在广泛的条件下，并且构成了在固态系统中最容易实现的难以捉摸的马约拉纳粒子的物理实现。
2011-11-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Strongly interacting Majorana fermions
当组成粒子--固体中的电子--强烈相互作用时，量子物质的有趣相经常出现。然而，这种强相互作用的系统是相当罕见的，并且只发生在低空间维度、低温或强磁场的极端环境中。在这里，我们介绍了一个新的系统中，基本电子的相互作用只有微弱的，但低能量有效的理论是由强相互作用的马约拉纳费米子。该系统由强拓扑绝缘体表面的Abrikosov涡旋晶格组成，并且可以使用目前可用的技术进行实验。马约拉纳自由度之间最简单的相互作用表现出一种不寻常的非局部结构，涉及四个不同的马约拉纳网站。我们制定了简单的晶格模型与这种类型的相互作用，并找到精确的解决方案，在某些物理相关的一维和二维几何形状。在其他情况下，我们展示了我们的结构如何允许实验实现以前只在理论上考虑的有趣的自旋模型。
2015-03-17 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Colloquium: Majorana Fermions in nuclear, particle and solid-state physics
埃托雷·马约拉纳（Ettore Majorana，1906-1938）于1938年从巴勒莫乘船前往那不勒斯时失踪。他的命运从来没有完全解决，已经写了几篇文章，探索神秘本身。他的去世至今仍让我们记忆犹新，因为他在前一年发表的开创性著作建立了狄拉克方程的对称解，描述了一个费米子粒子，它是自己的反粒子。这项工作长期以来对中微子物理学产生了重大影响，其中关于粒子的这个基本问题仍然没有答案。但是他发展的形式主义已经发现了许多用途，因为现在有许多候选的自旋为1/2的中性粒子，它们可能是真正的中性粒子，没有量子数来区分它们的反粒子。如果这种粒子存在，它们将影响核物理和粒子物理的许多领域。最值得注意的是，无中微子双β衰变过程只有在中微子是大质量马约拉纳粒子时才能存在。因此，正在进行许多努力来寻找这一过程。然而，马约拉纳的影响力并不止于粒子物理学，尽管这是他最初的考虑。他导出的方程也出现在固态物理学中，它们描述了超导有序材料中的电子状态。这里特别感兴趣的是一类解决方案的马约拉纳方程在一个和两个空间维度在零能量。这些马约拉纳零模被赋予了一些显着的物理特性，可能会导致量子计算的进步，事实上，有证据表明，他们已经被实验观察到。本文首先概述了马约拉纳的理论基础及其意义。然后，它提供了一个丰富的实验计划，试图找到一个费米子，是它自己的反粒子在核，粒子和固体物理学的概述。
2014-12-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con hep-ex
Stability of Majorana Fermions in Proximity-Coupled Topological Insulator Nanowires
先前已经表明，一个有限长度的拓扑绝缘体纳米线，邻近耦合到一个普通的体s波超导体，并受到纵向施加的磁场，实现了一个一维拓扑超导体与未成对的马约拉纳费米子（MF）定位在纳米线的两端。在这里，我们研究的稳定性，这些MF相对于各种扰动，可能会发生在一个物理实现的拟议设备。我们表明，不成对的马约拉纳费米子坚持在这个系统中的任何值的化学势内的散装带隙的顺序300毫电子伏的Bi $_2$硒$_3$通过计算马约拉纳数。从这个计算中，我们还表明，不成对的马约拉纳费米子坚持时，通过纳米线横截面的磁通量偏离半通量量子显着。最后，我们证明了不成对的马约拉纳费米子坚持在强烈的无序线与波动的现场电位范围的大小高达几倍的散装带隙的大小。这些结果表明，这种固态系统应该表现出不成对的马约拉纳费米子在可访问的条件下可能重要的实验研究或未来的应用。
2012-10-18 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Single-electron charge transfer into putative Majorana and trivial modes in individual vortices
本研究利用扫描隧道噪声谱学，发现向常规超导体NbSe2和疑似Majorana平台FeTe0.55Se0.45的涡旋束缚态隧穿均表现出单电子电荷转移，排除了YSR态的可能性，为涡旋核奇异态及未来Majorana器件研究开辟了途径。
2023-05-25 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Tunneling of anyonic Majorana excitations in topological superconductors
我们考虑拓扑超导体和拓扑绝缘体/超导体结构中存在的多个静态涡旋主机Majorana模式，并专注于涡旋之间的Majorana隧穿过程。结果表明，这些隧道一般解除多体基态的简并在一个非普遍的方式，敏感的微观细节在最小的长度尺度所确定的基本物理问题。我们还讨论了Jackiw-Rossi零模在具有零化学势的拓扑绝缘体/超导体结构中的显式实现。在这种情况下，多任意子基态的确切简并性受到额外的手征对称性的保护，并且可以与严格的指数定理联系起来。然而，如在实际固态结构中所预期的，非零化学势的存在破坏了手征对称性并去除了保护，这导致简并性被提升。最后，我们讨论了我们的结果的集体状态的多任意子系统的影响。我们认为，在现实系统中的涡旋量子动力学一般是重要的，并可能会产生有效的时间依赖的规范因子，进入多任意子系统中的马约拉纳模式之间的相互作用项。
2010-09-02 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Non-Abelian quantum order in spin-orbit-coupled semiconductors: The search for topological Majorana particles in solid state systems
我们证明了具有自旋-轨道耦合的普通半导体薄膜在适当的条件下可以处于量子拓扑有序态，该态支持遵循非阿贝尔统计的奇异Majorana激发.量子拓扑秩序的关键是自旋轨道耦合与邻近诱导的s波超导性和外部诱导的自旋塞曼耦合的共存。当塞曼耦合低于临界值时，系统是非拓扑的（邻近诱导的）s波超导体。然而，塞曼耦合的范围以上的临界值，最低的能量激发态内的涡旋是一个零能量马约拉纳费米子状态。因此，该系统，已进入一个非阿贝尔s波超导态通过拓扑量子相变（TQPT）调谐的塞曼耦合。在相同结构的一维情况下，当塞曼耦合超过临界值时，半导体量子纳米线的两端存在局域化的马约拉纳零能模。在这种情况下，塞曼耦合可以更容易地由平行于导线的外部磁场感应，从而避免了对磁绝缘体的需要。我们表明，尽管事实上，在纳米线中的超导对电位是明确的s波，隧道的电子线的两端揭示了一个明显的零偏置峰。当塞曼耦合低于其临界值时，即，纳米线处于非拓扑S波超导状态。我们认为，在半导体纳米线的零偏压隧穿峰的观察可能是迄今为止提出的最简单，最清晰的实验，明确地检测在凝聚态系统中的马约拉纳费米子模式。
2010-06-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Majorana bound states in chiral ferromagnet-superconductor heterostructures revisited
Moscow Institute for Physics and Technology（莫斯科物理技术学院）；L. D. Landau Institute for Theoretical Physics（朗道理论物理研究所）；HSE University（高等经济大学）
研究手性铁磁体与超导体异质结构中Majorana零模的稳定性，分析自旋轨道耦合对Majorana态的影响，并探讨磁涡旋与磁涡旋对局域态的作用。
2026-05-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
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
Searching for Majorana quasiparticles at vortex cores in iron-based superconductors
本文回顾了Fe(Se,Te)涡旋核心的高能量分辨率STM/STS实验，指出观察到的ZVBS指向MZM起源，并探讨了确认马约拉纳特性的现状、问题及未来实验方向。
2023-08-02 cond-mat.supr-con
Advantages of using YBCO-Nanowire-YBCO heterostructures in the search for Majorana Fermions
我们提出了一个替代的平台，观察固态系统中的马约拉纳束缚态。高临界温度的铜氧化物超导体可以通过邻近效应在具有强自旋轨道耦合的准一维纳米线中诱导出超导电性。由于大的间隙值，它们有利于更广泛和更强大的条件范围来稳定马约拉纳费米子，并在实验设计中提供新的功能，该实验由Andreev束缚态的不同色散作为相位差的函数来确定。
2012-09-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Majorana resonances and how to avoid them in periodic topological superconductor-nanowire structures
在超导体附近的半导体纳米线是有前途的实验系统马约拉纳费米子，最终可能被用作拓扑量子计算机的积木。在这些超导体-超导体纳米线结构中实验实现马约拉纳费米子的一个严重挑战是将半导体化学势调整到金属超导体附近。我们表明，目前可实现的结构在实验中与可调化学势导致马约拉纳共振，这是有趣的，在自己的权利，但不表现非阿贝尔统计。这对外地提出了一个核心挑战。我们展示了如何克服这一挑战，从而解决了一个关键的障碍，固态实现的拓扑系统包含马约拉纳费米子。我们提出了一种新的拓扑超导阵列结构，其中引入相邻纳米线的超导邻近效应产生具有非阿贝尔统计的Majorana费米子。
2012-02-10 cond-mat.supr-con
Chiral Majorana edge state in a quantum anomalous Hall insulator-superconductor structure
在认识到使用固态物质的构建块实现马约拉纳费米子的可能性之后，这种奇特粒子的探测一直是研究的热点。在这里，我们实验证明了一个收集的马约拉纳费米子生活在一个一维的传输通道的超导量子反常霍尔绝缘体薄膜的边界。一系列的拓扑相位的变化是由磁化的反转，其中半整数量化的电导坪（0.5e2/h）被观察到作为一个明确的签名的马约拉纳阶段控制。这种传输签名可以很好地重复在许多磁反转扫描，并可以在不同的温度下跟踪，提供了一个有希望的证据手性马约拉纳边缘模式的系统。
2016-06-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Gapless spin-excitations in the superconducting state of a quasi-one-dimensional spin-triplet superconductor
该研究结合非弹性中子散射实验与第一性原理计算，发现准一维K₂Cr₃As₃超导态下存在无隙反铁磁自旋涨落，推测其为自旋三重态拓扑超导体，为马约拉纳物理研究提供了潜在材料体系。
2022-06-23 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Topological phases induced by charge fluctuations in Majorana wires
本研究在微扰理论框架下，分析了扩展Kitaev链模型中电荷关联引起的拓扑相变，通过修正零频准粒子格林函数分离出涨落对总环绕数的贡献，揭示了纯涨落诱导的相变机制及其对准粒子性质的影响。
2023-10-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Towards searching for Majorana fermions in topological insulator nanowires
发展一种门可调、可扩展、拓扑可保护的超电流量子比特并将其集成到量子线路中对于量子信息技术和拓扑现象领域的应用至关重要。在这里，我们建议，纳米混合超导晶体管，超导量子类似物的晶体管，由拓扑绝缘体纳米线将是一个有前途的平台，前所未有的控制超电流的大小和电流相位关系，通过施加电压的栅极电极。我们相信，我们的实验设计将有助于探测拓扑绝缘体纳米线中的Majorana态，并建立拓扑超流量子比特的固态平台。
2019-05-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Majorana Fermions in Magnetic Chains
马约拉纳费米子最近在粒子物理学之外的凝聚态物理领域获得了极大的关注。与粒子物理学中的对应粒子相比，马约拉纳费米子是零能量、不带电、无自旋的复合准粒子，位于所谓的拓扑超导体的边界。此外，与标准模型中的任何粒子相反，固态系统中的马约拉纳费米子服从非阿贝尔交换统计，这使它们成为量子计算机无消相干实现的有吸引力的候选者。在这篇综述中，我们报告的最新进展，实现合成拓扑超导支持马约拉纳费米子的超导体表面上的磁性杂质链的重点。在概述了马约拉纳费米子形成的理论基础后，我们报告了随后的实验努力，以建立拓扑超导体和由此产生的证据，有利于马约拉纳费米子，专注于扫描隧道显微镜和狩猎零偏置峰的测量电流。最后，我们总结了该领域的开放性问题，并提出了可能的实验测量来回答这些问题。
2019-09-24 cond-mat.supr-con quant-ph
Majorana Fermion Surface Code for Universal Quantum Computation
我们引入了一个精确可解的相互作用马约拉纳费米子模型，实现了$Z_{2}$拓扑序与$Z_{2}$费米子宇称分级和晶格对称置换的三个基本任意子类型。我们提出了一个具体的物理实现，利用量子相位滑移的约瑟夫森耦合介观拓扑超导体的阵列，它可以实现在广泛的固态系统，包括拓扑绝缘体，纳米线或二维电子气，接近$s$波超导体。我们的模型发现一个自然的应用程序作为一个马约拉纳费米子表面码的通用量子计算，与单步稳定器测量需要没有物理辅助量子位，增加的容错性，和更简单的逻辑门比表面码玻色子物理量子位。我们彻底讨论协议的稳定测量，编码和操纵逻辑量子比特，和门的实现。
2015-08-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con quant-ph
Topological Superfluids with Finite Momentum Pairing and Majorana Fermions
马约拉纳费米子，量子粒子，是自己的反粒子，不仅在基本粒子物理学和暗物质中具有根本的重要性，而且是容错量子计算的基石。近年来，Majorana费米子在固态和冷原子系统中得到了广泛的研究。这些研究通常基于两个具有相反动量的费米子之间的超导配对（\textit{% i.e.}，零总动量）。另一方面，有限总动量库珀对，被称为富尔德-费雷尔-拉金-奥夫钦尼科夫（FFLO）状态，在50年前被预测，然后在物理学的许多分支中被广泛研究。然而，FFLO超导体是否也可以支持马约拉纳费米子还没有被探索。在这里，我们表明，马约拉纳费米子可以存在于某些类型的缺口FFLO状态，产生一种新的拓扑量子物质：拓扑FFLO超流体/超导体。我们使用自旋轨道耦合简并费米气体证明了这种拓扑FFLO超流体和相关的Majorana费米子的存在，并推导出它们的物理参数区域。讨论了拓扑FFLO超导体在半导体/超导体异质结构中的潜在应用。
2013-07-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas cond-mat.supr-con
Decay rates for topological memories encoded with Majorana fermions
最近，已经有许多提议在固态异质结、超导导线和光晶格中产生Majorana零模。然而，存储在由这些模式构造的量子比特中的信息受到保护，免受各种形式的退相干。在这里，我们表明情况并非如此。我们提出了一个通用的方法来研究这些模式的外部扰动的影响。我们专注于不同的马约拉纳模式之间没有直接或通过中介费米子的相互作用的情况下。为了量化存储在马约拉纳模式中的信息的丢失率，我们研究了由它们构建的量子比特的两次量子化器。我们分析了一个通用的带隙费米环境（浴）通过隧道与量子位的不同组件（不同的马约拉纳模式）的相互作用。我们发现，静态（与时间无关）扰动是无害的，只是导致耗尽的信息存储饱和的长时间限制。另一方面，我们发现显着不同的结果动态（时间依赖）系统，没有一致性生存在很长的时间限制。特别是，我们发现，在费米子浴模式的失相和能量波动有不利影响的马约拉纳记忆。
2011-11-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con quant-ph
Observation of stacked vortex structure with number controllable Majorana zero mode in Bi$_{2}$Te$_{3}$/FeTe heterojunction
Shanghai Jiao Tong University（上海交通大学）；Southern University of Science and Technology（南方科技大学）；Hefei National Laboratory（合肥国家实验室）；Shanghai Research Center for Quantum Sciences（上海量子科学研究中心）；Huazhong University of Science and Technology（华中科技大学）；Xiamen University（厦门大学）；Jinan University（暨南大学）；Shanghai University（上海大学）；City University of Hong Kong（香港城市大学）
该研究在1QL-Bi₂Te₃/FeTe异质结中观测到数量可控的马约拉纳零模与堆叠涡旋，确立了可实现孤立及少涡旋马约拉纳构型的可控平台，为拓扑量子计算提供了基础。
2026-10-14 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Phase Coherence and Andreev Reflection in Topological Insulator Devices
拓扑绝缘体由于具有螺旋表面态而引起了人们极大的兴趣。受时间反演对称性的保护，它们对非磁性无序具有鲁棒性。当在这些螺旋状态中诱导超导性时，它们被预测为模仿p波配对对称性，马约拉纳状态绑定到涡旋。马约拉纳束缚态具有非阿贝尔交换统计，可以通过干涉法探测。在这里，我们采取了重大的一步，通过观察显着的法布里-珀罗振荡夹在超导和正常的铅之间的TI的马约拉纳干涉测量。对于低于超导能隙的能量，我们观察到的振荡的频率加倍，所产生的额外的相位积累从Andreev反射。当一个磁场施加垂直于TI表面，一些非常尖锐的和门可调的电导峰出现在或接近零的能量，这有解释马约拉纳费米子的光谱探针的后果。我们的研究结果表明，TI是一个很有前途的平台，探索在固态系统中的相位相干输运。
2014-11-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Emergent Josephson current of $N=1$ chiral topological superconductor in quantum anomalous Hall insulator/superconductor heterostructures
最近，量子反常霍尔绝缘体（QAHI）/超导体异质结已经实现，并在两端电导测量中显示出半量子化电导平台[Q。L. He \textit{et al.}，Science { \bf 357}，294（2017）].半量子化电导平台被认为是手征马约拉纳边缘模式的有力证据。然而，对于半量子化电导平台的起源存在着强烈的争论。在这项工作中，我们提出了一个约瑟夫森结的基础上QAHI/超导体异质结，以确定手性马约拉纳边缘模式的存在。我们发现，对于具有单手征Majorana模的$N=1$手性拓扑超导相，当出现半量子化电导平台$σ_{12}=e^2/2h$时，临界Josephson电流急剧增加到一个峰值.此外，我们表明，临界约瑟夫森电流的$N=1$手性拓扑超导体表现出$h/e$周期振荡，是强大的无序，在传统的二维电子气系统的行为相反。我们还估计了实验上的有关参数，并认为在实验中可以观察到超电流。
2018-10-05 cond-mat.supr-con
A weak topological insulator state in quasi-one-dimensional superconductor TaSe$_3$
在固态系统中发现新的马约拉纳粒子的一个公认的方法是具有由拓扑电子结构产生的超导性。为此，在过去的十年中，由正常超导体和拓扑材料组成的异质结构系统被积极地探索。然而，对同时表现出本征超导性和拓扑相的单一材料系统的研究在很大程度上受到限制，尽管这样的系统特别是对于量子器件应用来说更有利。本文报道准一维（q1D）超导体TaSe $_3$的电子结构研究。角分辨光电子能谱（ARPES）和第一性原理计算的结果清楚地表明TaSe $_3$是一种拓扑超导体。特征体反转间隙，在间隙状态和非狄拉克色散的形状同时指向这种材料的拓扑非平凡的性质。进一步研究了Z $_2$指数和拓扑上独特的表面能带交叉，表明它属于弱拓扑绝缘体（WTI）类。因此，TaSe $_3$成为本征一维拓扑超导体的第一个验证的例子。它有望提供一个有前途的平台，为未来的应用，利用马约拉纳束缚态本地化的1D本征拓扑超导体的结束。
2020-09-13 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Model for missing Shapiro steps due to bias-dependent resistance
University of Pittsburgh（匹兹堡大学）
本文提出了一种现象模型，通过抑制奇数Shapiro步来解释传统约瑟夫森结中缺失Shapiro步的现象。
2025-09-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Disorder-enhanced topological protection and universal quantum criticality in a spin-3/2 topological superconductor
Texas Center for Superconductivity and Department of Physics, University of Houston（休斯顿大学物理系超导电性中心）；Department of Physics and Astronomy, Rice University（莱斯大学物理与天文学系）；Rice Center for Quantum Materials, Rice University（莱斯大学量子材料中心）
我们研究了高自旋拓扑超导体（TSC）的Majorana表面态，这些超导体可以在超冷原子系统或掺杂半金属中实现。作为一个典型的例子，我们考虑一个模型与p波配对的自旋3/2费米子，推广${}^3\text{He-}B$。该模型具有共存的线性和立方分散的马约拉纳表面带。我们发现，这些是不稳定的相互作用，这可以产生一个自发的表面热量子霍尔效应（TQHE）。相比之下，猝淬火无序诱导表面共形场论（CFT），它对弱相互作用是稳定的：无序增强了拓扑保护。因此，高自旋TSC的无隙表面态可以在固态系统中鲁棒地实现，其中无序是不可避免的。表面CFT的特征在于通用签名，仅依赖于散装拓扑绕组数，并包括幂律标度的状态密度，一个通用的多重分形谱的局部状态密度波动，和一个量化的纵向热导率$κ_{xx}$除以温度$T$。相比之下，没有TQHE顺序的清洁表面的$κ_{xx}/T$将发散为$T \rightarrow 0$。由于无序稳定的马约拉纳表面流体和量化的热传输，我们的研究结果表明，大量的TSC和整数量子霍尔效应之间的密切的类比。
2017-04-03 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Local Measurements of the Superconducting Pairing Symmetry in CuxBi2Se3
拓扑超导体代表了一种新预测的物质相，它在拓扑上不同于传统的库珀对超导凝聚体。作为拓扑性质的一种表现，拓扑超导体支持马约拉纳费米子在其边界的固态实现。最近发现的超导体CuxBi 2Se 3理论上被认为是时间反演不变拓扑超导体类中的奇宇称超导体，点接触光谱测量报告了在这种材料中观察到对应于Majorana状态的零偏压电导峰。在这里，我们报告的扫描隧道光谱（STS）测量的超导能隙在CuxBi 2Se 3作为空间位置和施加磁场的函数。隧穿谱表明费米能级处的态密度是完全带隙的，没有任何带隙内态。Bardeen-Cooper-Schrieffer（BCS）理论和动量无关的序参量很好地描述了该谱，这表明Cu 0.2Bi 2Se 3是一个经典的s波超导体，与以前的预期和测量相反。
2012-11-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Superconducting Arcs
本研究通过角分辨光电子能谱和从头计算，证实PtBi2表面费米弧在约10K下发生超导，形成仅存在于表面的拓扑超导，为马约拉纳费米子及本征拓扑SNS结提供理想平台。
2023-05-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci 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
Microscopic evidence for a chiral superconducting order parameter in the heavy fermion superconductor UTe2
自旋三重态超导是自旋为1的电子对和奇宇称波函数的凝聚。三重态配对的一个特别有趣的表现是手性p波态，它在拓扑上是非平凡的，是实现马约拉纳边缘模式的天然平台。然而，三重态配对在固态系统中是罕见的，并且到目前为止，在任何散装化合物中还没有明确的鉴定。由于配对是最自然介导的铁磁自旋涨落，铀基重费米子系统包含f电子元素，可以窝藏强关联和磁性被认为是理想的候选人自旋三重态超导体。在这项工作中，我们提出了扫描隧道显微镜（STM）研究的新发现的重费米子超导体，UTe 2的T $_{SC}$的1.6 K。我们发现了共存的近藤效应和超导性的签名，这表明竞争的空间调制在一个单位细胞。STM光谱在阶跃边缘显示的手征间隙状态，预测存在于拓扑超导体的边界处的签名。结合现有的数据表明三重态配对，手性边缘态的存在表明，UTe2是一个强大的候选材料的手性三重态拓扑超导性。
2019-12-06 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Long-range focusing of magnetic bound states in superconducting lanthanum
具有准粒子间长程相互作用的量子力学系统为相干量子信息技术提供了一个很有前途的平台。超导体是基于固态的量子器件的自然选择，而超导体内部的磁性杂质引起断裂的库珀对的准粒子激发，其提供关于宿主超导体的特征信息。在这里，我们揭示了嵌入在超导La（0001）表面下的磁性杂质通过延伸到非常大的距离（高达几十纳米）的准粒子相互作用。利用低温扫描探针技术，我们观察到相应的各向异性和巨振荡的局域态密度。理论计算表明，具有强各向异性费米面的准二维表面态对磁束缚态的聚焦和长程扩展起着至关重要的作用。准粒子聚焦机制应该有助于设计具有可调和定向磁相互作用的多功能磁结构，从而为设计低维磁-超导混合系统铺平道路，该系统表现出拓扑非平凡的量子态，作为基于Majorana准粒子的量子计算方案的可能元素。
2020-06-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
