Non-Majorana states yield nearly quantized conductance in superconductor-semiconductor nanowire devices
在InSb纳米线/NbTiN超导体器件中，在零源漏电压偏置下的电导表现出接近于$2e^2/h$的量化值的峰值。近量子化的共振演化的隧道势垒强度，磁场和磁场方向的方式与马约拉纳零模式一致。我们的器件在纳米线的两端具有两个隧道探针，由超导体覆盖的400 nm纳米线段隔开。我们只发现了近量化的零偏置峰定位到一端的纳米线，而电导下降观察到相同的参数上的另一端。这破坏了马约拉纳的解释，因为马约拉纳模式必须成对出现。我们确定状态离域从一端到另一端接近零磁场，并在较高的电子密度，这是不是在基本的马约拉纳制度。我们制定了评估子隙波函数的非局部性的程序，并提供了一个分类的纳米线束缚态的基础上，他们的本地化。
2020-04-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Non-Hermiticity stabilized Majorana zero modes in semiconductor-superconductor nanowires
具有非零能量的耦合马约拉纳零模由于附加的动力学相位而通常对非阿贝尔统计有害。然而，我们发现，一个良好连接的铅可以引入一个本地的非厄米耗散项移动的能量的两个耦合马约拉纳模式为零，并令人惊讶地把耦合马约拉纳模式远离铅成一个黑暗的马约拉纳模式与指数小的耗散。这种暗Majorana模克服了部分重叠的Majorana零模的缺点，并具有真正的Majorana零模的性质，如完全的分数约瑟夫森效应和非阿贝尔统计。
2022-08-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Controllable Majorana vortex states in iron-based superconducting nanowires
本文提出铁基超导纳米线中的马约拉纳涡旋态具有半径诱导拓扑相变、宽参数空间内仅一对零能模且波函数分布于侧边等特性，为马约拉纳融合与编织提供了易于操控的平台。
2021-07-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Majorana/Andreev crossover and the fate of the topological phase transition in inhomogeneous nanowires
马约拉纳束缚态（MBS）和Andreev束缚态（ABS）在现实的马约拉纳纳米线设置有类似的实验签名，这使得他们很难区分彼此。在这里，我们描述了连续的马约拉纳/Andreev交叉完全分离，部分分离，完全重叠的马约拉纳模式之间的插值，在全局和局部拓扑不变量，费米子宇称，准粒子密度，马约拉纳赝自旋和自旋极化，密度重叠和相对的马约拉纳组件之间的跃迁概率。我们发现，在不均匀的电线，完全重叠的平凡ABS和非平凡MBS之间的过渡并不一定要求关闭的准粒子激发的体隙，但一个简单的奇偶交叉部分分离的马约拉纳模式（ps-MM）从平凡到非平凡的制度。我们证明了完全分离和完全重叠的马约拉纳模式对应于连续交叉的相对两侧的两种极限情况：两者之间的唯一区别可以通过估计马约拉纳分量的分离程度来获得。这个结果并不矛盾的散装边缘对应：事实上，驱动马约拉纳/安德烈耶夫交叉的字段不均匀性具有与纳米线长度相当的长度尺度，因此对应于一个非局部扰动，打破了MBS的拓扑保护。
2022-01-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Boundary Green's function approach for spinful single-channel and multichannel Majorana nanowires
边界格林函数（bGF）方法已被建立为一个强大的理论技术计算隧道耦合混合纳米线器件的输运性质。这样的纳米线可能会表现出拓扑非平凡的超导相与马约拉纳束缚态在其边界。我们介绍了一种通用的方法来计算自旋多通道晶格模型的BGF，这样的马约拉纳纳米线，其中的BGF表示在复杂的动量空间中评估的长期多项式的根。在许多情况下，这些根，从而bGF，可以准确地描述了简单的解析表达式，而在其他方面，我们的方法允许数值有效的评估bGF。我们表明，从根的行为，许多物理量的关键利益可以推断，例如，体积拓扑不变量的值，局部态密度的能量依赖性，或子隙激发的空间衰减。我们将该方法应用于单通道和双通道对称类D或DIII纳米线。此外，我们还研究了由这种Majorana纳米线制成的多端约瑟夫森结的光谱特性。
2020-03-12 cond-mat.mes-hall 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
Anomalous photon-assisted tunneling in periodically driven Majorana nanowires and BCS Charge Measurement
该研究通过理论与数值模拟揭示周期驱动 Majorana 纳米线中与非局域性相关的异常光子辅助隧穿信号，并提出利用局域电导测量重叠 Majorana 束缚态 BCS 电荷与自旋信息的方案。
2024-10-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Geometry -- dependent effects in Majorana nanowires
从Bogolubov-de Gennes理论出发，在任意形状的Majorana线中，我们预言了一些有趣的现象，如依赖于几何形状的相位电池（或具有自发超导相位差的phi-约瑟夫森结）和在费米能级上产生附加的准粒子模，其空间位置由外磁场方向调节。这种调整可以用于扩展Majorana网络中编织协议的功能。
2020-01-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Majorana Fermions in Topological Superconducting Metallic Nanowires probed by a Superconducting Condensate
我们报告了几个低温实验支持的存在下，马约拉纳费米子的超导铅纳米线制造的扫描隧道显微镜。这些纳米线是由压痕过程产生的STM针尖和样品之间的连接桥梁。我们在这里表明，通过控制调谐的纳米线区域的几何形状，其中超导性是由施加的磁场限制，在这些情况下获得的电导曲线是拓扑超导性和马约拉纳费米子的指示。这种行为的最突出的特点是出现了零偏置峰的电导曲线，叠加在一个正常的金属和超导体之间的Andreev制度的电导的背景特性。当施加大于铅体临界场的磁场时，部分纳米线出现零偏压峰。这个场驱动其中一个电极进入正常状态，而另一个电极（尖端）在其顶点保持超导状态。同时，在纳米尺度的连接纳米线中出现了拓扑超导态。
2013-02-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Interaction induced hybridization of Majorana zero-modes in a coupled quantum-dot hybrid-nanowire system
我们研究了一个混合器件的低能输运性质，该器件由一个原生量子点耦合到一个拓扑超导纳米线段的两端组成，该超导纳米线段具有Majorana零模。点和最远的马约拉纳零模式之间的耦合的帐户允许引入拓扑品质因数，表征系统中的拓扑保护水平。我们表明，库仑点和拓扑超导部分之间的相互作用导致发病的波函数描述的马约拉纳零模式的额外重叠，导致平凡的Andreev束缚态的形成，即使是空间分离的马约拉纳。这导致品质因数的破坏，并引入了对执行拓扑量子计算操作所需的编织过程的约束。
2020-06-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Ising quantum criticality in Majorana nanowires
一维拓扑超导导线的长度为100 μ m，在其端部具有局域化的马约拉纳零模。在现实的模型中，只有在外部参数调整越过拓扑量子临界点后，这些才会出现。因此，有一个普遍的有限尺寸标度，由临界点，这决定了过渡附近的马约拉纳模式的能量的演变。我们首先描述这种缩放，然后将其详细应用到一个明确的合成拓扑超导体模型。我们的工作不仅将Ising量子临界性与真实纳米线在自旋轨道耦合、塞曼分裂和超导性存在下的联系起来，而且为辨别拓扑量子临界点的存在提供了一条可行的实验途径。
2017-06-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Majorana Fermions in Semiconductor Nanowires: Fundamentals, Modeling, and Experiment
经过最近一系列快速而令人兴奋的发展，对马约拉纳费米子-粒子和反粒子之间难以捉摸的量子实体-的长期寻找已经产生了第一个积极的实验结果，但还没有结束。最初由E.在粒子物理学的背景下，马约拉纳费米子在拓扑超导体中出现的零能量束缚态中具有凝聚态类似物。一个有前途的路线工程拓扑超导体能够托管马约拉纳零模式包括邻近耦合半导体薄膜或纳米线与传统的s波超导体的存在下的外部塞曼场的强自旋轨道相互作用。马约拉纳零模被预测为出现在某一临界塞曼场之上，作为零能态，定位在序参量缺陷附近，即，用于薄膜的涡旋和用于纳米线的线端。这些马约拉纳束缚态被认为具有非阿贝尔量子统计特性，这使得它们成为容错拓扑量子计算的理想基石。本文综述了半导体纳米线中马约拉纳费米子的最新研究进展，特别是在半导体纳米线-超导体混合结构中实现马约拉纳束缚态的实验信号首次报道之后的一段时间。我们首先讨论了这个问题的基本方面，其次是考虑现实的建模，这是一个关键的桥梁之间的理论预测的基础上理想化的条件和现实世界，作为实验探索。最后一部分致力于一些有趣的问题，这些问题是由最近令人鼓舞的实验进展引起的。
2013-05-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Observation of Majorana Fermions in a Nb-InSb Nanowire-Nb Hybrid Quantum Device
报道了在Nb-InSb纳米线量子点-Nb杂化系统中观察到的Majorana费米子激发。InSb纳米线量子点通过弱肖特基势垒形成在两个Nb接触之间，因此处于与接触的强耦合的状态。由于邻近效应，被超导体Nb接触覆盖的InSb纳米线段变成具有超导能隙$Δ^*$的超导体。当外加磁场大于InSb纳米线的塞曼能为$E_z\sim Δ^*$的临界值时，整个InSb纳米线处于非平凡的拓扑超导相，支持一对Majorana费米子，库珀对可以通过Majorana费米子态在超导体Nb接触之间传输.当外加磁场大于第二临界值时，系统将发生向平凡拓扑超导相的转变，这种输运过程将被抑制。在我们的实验中已经观察到了这种物理场景。我们已经发现，我们的混合器件的零偏压电导测量显示在准粒子库仑阻塞区域的施加磁场的范围内的电导平台。
2012-04-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
To close or not to close: the fate of the superconducting gap across the topological quantum phase transition in Majorana-carrying semiconductor nanowires
从理论上研究了磁场驱动下半导体Majorana线拓扑量子相变（TQPT）附近的低能物理。在点接触隧穿极限下，线端的局域态密度（LDOS）与微分电导直接相关。我们发现，线端LDOS对磁场的依赖性是非普遍的，并且在实验相关参数的显著范围内，与马约拉纳TQPT处的超导能隙的关闭相关的签名基本上是不可见的。我们的研究结果提供了一个解释，最近观察到的明显的非封闭的间隙在半导体纳米线的马约拉纳TQPT。
2013-01-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Majorana fermions in topological insulator nanowires: from single superconducting nanowires to Josephson junctions
研究了具有邻近效应的一维拓扑绝缘体（TI）纳米线中Majorana费米子束缚态的特征。计算了单根TI纳米线的相图和能谱，结果表明，当单根TI纳米线中含有0对、1对和2对Majorana费米子时，纳米线可以处于缠绕数为$W=0, \pm 1$和$\pm 2$的拓扑不变相.它还表明，拓扑绕组数，即，可以从由两个TI纳米线制成的约瑟夫森结装置的输运测量中提取TI纳米线中的马约拉纳费米子对的数目，而可以使用超导量子干涉装置（SQUID）设置提取缠绕数目的符号。
2017-03-04 cond-mat.mes-hall
Theory of Coulomb blockaded transport in realistic Majorana nanowires
拓扑超导纳米线的库仑阻塞输运提供了一个机会，以探测在两个终端的几何系统的两端的状态的本地化。此外，它提供了一种检查远离引线的子间隙状态的方法。同时，库仑阻塞输运是很难分析的，因为问题的相互作用的性质所产生的非微扰库仑相互作用的现象固有的。在这里，我们表明，库仑阻塞运输可以模拟在相同的复杂程度的量子点接触隧穿，已被常规用于介观物理，以了解纳米线实验，我们认为该制度的隧穿率低于纳米线的平衡率。这个假设导致我们的隧道电导，我们用来研究各种功能的纳米线，如Andreev束缚态，自能，和软间隙的广义梅尔-Wingreen公式。我们预计，我们的理论将提供一个路线来解释库仑阻塞运输的混合马约拉纳系统所产生的功能的纳米线，如Andreev束缚态和软间隙。
2021-08-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Majorana oscillations and parity crossings in semiconductor-nanowire-based transmon qubits
我们表明，微波（MW）光谱在超导纳米线为基础的transmon量子比特提供了一个强有力的签名的存在下，在结中的马约拉纳束缚态。这是由于外部磁场将导线调谐到拓扑状态，并且由于它们在有限长度导线中的波函数空间重叠，出现的马约拉纳模式的能量分裂在零能量附近振荡。特别是，我们讨论了如何这些马约拉纳振荡，以及伴随的费米子宇称开关的基态的交界处，导致不同的光谱特征-在一个间歇的可见性的吸收线的形式-强烈偏离标准transmon行为。相比之下，非振荡零模式，如拓扑平凡的Andreev束缚态产生足够光滑的潜力，表现出整体标准transmon响应。MW响应中的这些差异可以帮助确定连接是否包含拓扑马约拉纳。
2020-10-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Time scales for Majorana manipulation using Coulomb blockade in gate-controlled superconducting nanowires
我们数值计算的低能谱的门控超导拓扑纳米线分割成两个岛，每个约瑟夫森耦合到一个大块超导体。该装置可以容纳两对Majorana束缚态，为Majorana融合规则的检验提供了一个平台。我们分析之间的交叉（i）一个电荷占主导地位的制度，可用于初始化和读出的马约拉纳束缚态，（ii）一个单岛制度占主导地位的岛间马约拉纳耦合，（iii）约瑟夫森等离子体激元制度的大耦合到散装超导体，和（iv）一个制度的四个马约拉纳束缚态允许拓扑保护马约拉纳操纵。从能量谱中，我们得到了最近提出的融合规则测试协议的时间尺度的保守估计[arXiv：1511.05153]。我们还分析了分支纳米线结构的基本马约拉纳编织操作所需的步骤。
2016-06-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Probability and (Braiding) Statistics in Majorana nanowires
鉴于最近的进展，在实现马约拉纳零模式的半导体纳米线与邻近诱导的超导性，一个关键的下一步是尝试实验演示的预测编织统计与马约拉纳模式。这样的演示应该，在原则上，确认所观察到的零偏置异常确实是存在的任何离子马约拉纳零模式的指示。此外，这样的证明将是基础物理学水平上的突破：第一次明确证明非阿贝尔激发。因此，重要的是要澄清马约拉纳物理学的预期信号在编织的上下文中，并区分这些信号，也可能出现在非拓扑变体的相同系统。因此，在拓扑（即任意子）和非拓扑（即平凡）情况下预期的信号之间的明确和关键区别对于该领域的未来进展至关重要。在这份手稿中，我们仔细研究预期的信号编织和融合实验中的拓扑和非拓扑变体的实验纳米线系统中，马约拉纳预测发生。我们指出的情况下，“平凡的”和“anyonic”签名可能是类似的实验，需要一定程度的谨慎，在解释各种建议的融合和编织实验。我们发现，特别是编织实验组成的完整的辫子（两个马约拉纳交流）更好地区分拓扑和非拓扑系统比融合实验或实验与奇数的马约拉纳交流。
2017-05-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Majorana excitons in a Kitaev chain of semiconductor quantum dots in a nanowire
本文提出Majorana激子理论，研究光激发电子-空穴对与纳米线量子点Kitaev链中Majorana费米子的相互作用，并通过解析与精确对角化方法在吸收光谱中证实Majorana零模的存在。
2023-06-30 cond-mat.mes-hall
Soft Superconducting Gap in Semiconductor Majorana Nanowires
我们从理论上考虑无处不在的软间隙测量隧道电导的超导体-超导体混合结构，最近观察到的签名难以捉摸的马约拉纳束缚态已经创造了很多兴奋。我们系统地研究了磁性和非磁性无序、温度、耗散库珀对破缺以及界面不均匀性对软带隙的影响。我们发现，适度耗散的界面不均匀性是唯一可行的机制，是与实验观察一致。我们的工作表明，提高超导体-半导体界面的质量，应导致更硬的诱导间隙。
2013-12-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Low energy anomalies in electron tunneling through strongly asymmetric Majorana nanowire
研究了电子输运在具有强非对称耦合的Majorana纳米线中的输运。在三个终端的几何形状（电接地的纳米线），它示出了无偏置电极的存在下恢复零偏置异常，即使强马约拉纳能量分裂。对于有效的两个终端的几何形状，我们表明，通过非对称马约拉纳结的电流是定性的不同，从类似的电流通过一个谐振（布赖特-维格纳）的水平。
2016-02-05 cond-mat.mes-hall
Electron temperature and tunnel coupling dependence of zero-bias and almost-zero-bias conductance peaks in Majorana nanowires
在自旋轨道耦合和塞曼自旋分裂（由外部磁场引起）的存在下，由附近超导体邻近的一维半导体纳米线可以变成在两个线端处承载局部马约拉纳零模式的拓扑超导体。这种马约拉纳零模式的存在的标志是在马约拉纳纳米线的隧穿光谱中出现零温度量化的零偏置电导峰。我们从理论上研究了这种纳米线的隧穿电导的温度和隧道耦合依赖性，以了解可能的固有偏差从预测的电导量化。我们发现，全温度和隧道传输依赖的隧道电导不服从任何简单的标度关系，估计零温电导从有限温度和有限的隧道展宽的隧道数据是困难的。然而，标度关系，并保持在极端弱隧穿低温极限电导仅取决于温度和隧道加宽的无量纲比率。我们还考虑了来自非拓扑Andreev束缚态的隧穿贡献，这可能会产生几乎零偏置的电导峰，这是不容易区分的马约拉纳诱导的零偏置峰，发现与Andreev束缚态相关的非拓扑几乎零模式表现出类似的温度和传输依赖性的拓扑马约拉纳模式。我们评论塞曼分裂依赖于有限的温度和隧道耦合的零偏置电导峰。
2017-11-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
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
Disorder-robust trivial Majorana-like states from smooth confinement in chiral superconducting nanowires
Kyushu University（九州大学）；Uppsala University（乌普萨拉大学）；Nagoya University（名古屋大学）
本文针对手征超导纳米线，提出通过手征分量空间重叠诊断低能态抗无序性的机制，揭示平滑限域产生的类马约拉纳态可抵御强非磁性无序。
2026-08-11 cond-mat.mes-hall 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
Transport through Majorana nanowires attached to normal leads
本文提出了一个二维半导体Majorana纳米线耦合到正常引线的输运耦合沟道模型。当纳米线主机零模式，显着的签名上的线性电导预测。一个有效的二次量子化模型，允许一个完全解析的解决方案是用来澄清的物理。我们还讨论了非线性电流响应（$dI/dV$）
2012-05-30 cond-mat.mes-hall
Majorana Fermions in Semiconductor Nanowires
研究了多带半导体纳米线与s波超导体的近耦合，计算了其拓扑相图随化学势和磁场的变化关系。非平凡的拓扑状态对应于超导相支持奇数对马约拉纳模式本地化的线的两端，而非拓扑状态对应于超导相没有马约拉纳或偶数对马约拉纳模式。我们的主要发现是，多带占用不仅解除了一维的严格约束，而且还允许在纳米线中具有更高的载流子密度。因此，多带纳米线更适合于稳定拓扑超导相和观察马约拉纳物理。我们提出了一个详细的研究多带半导体纳米线的参数空间，重点是了解固态系统中的Majorana费米子的实现和检测所需的关键实验条件。我们包括各种来源的混乱和表征其对拓扑相的稳定性的影响。最后，我们计算了局域态密度以及微分隧穿电导作为外部参数的函数，并预测了实验签名，将建立在固态系统中的紧急马约拉纳零能模式的存在。
2011-11-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Majorana fermions in superconducting nanowires without spin-orbit coupling
我们发现，如果外部磁场的方向沿纳米线旋转，可以存在于纳米线的邻近诱导的s波超导配对的限制马约拉纳费米子。该系统相当于具有Rashba型自旋轨道耦合的纳米线，其强度与场角的导数成正比。对于现实的参数，我们证明了一组永磁体可以使附近的纳米线到拓扑非平凡的阶段，本地化马约拉纳模式在其两端。不需要自旋轨道耦合，这为马约拉纳费米子系统的演示和设计开辟了一条新的途径。
2014-07-16 cond-mat.mes-hall
Majorana Bound State leakage to impurity in Su-Schrieffer-Heeger-Rashba scenario
我们显示的Majorana束缚态泄漏的情况下，拓扑Rashba纳米线是二聚根据苏-Schrieffer-Heeger（SSH）的情况下，杂质是存在于系统的一端的异常功能。我们发现，两个拓扑分支：通常，土著Rashba纳米线和二聚的，存在作为SSH二聚的纳米线的结果，有不同的自旋极化的不对称性，可以解释为相反的顺序带参与拓扑转变。此外，引入杂质的二聚纳米线的影响泄漏的马约拉纳束缚态到平凡的杂质，由于Andreev束缚态的出现，表现不同，无论系统是或不是在拓扑相。这导致在一定范围内的参数的零能态的杂质网站的钉扎。
2020-04-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Superconducting spin properties of Majorana nanowires and the associated superconducting anomalous Hall effect
这是很难明确地确认马约拉纳零模式（MZMs）的存在，由于在电荷输运测量吸烟枪签名的情况下。最近的研究表明，自旋自由度的MZM可以提供一种替代的检测方法。我们研究了Majorana纳米线中超导态的自旋性质和相关的非常规约瑟夫森效应，实验参数取自[Zhang { \it et al.}，Nature 556，74（2018）]。对于具有面内极化自旋-三重态配对的超导薄膜，面外电场可以产生垂直于超导自旋极化方向和电场方向的超电流，我们将这种现象称为超导反常霍尔效应（ScAHE）。在马约拉纳纳米线中，具有有限极化自旋三重态配对的机制几乎与手性机制一致，手性机制包括拓扑机制。我们进一步研究了极化自旋三重态对在两种类型的约瑟夫森结中的作用。一个戏剧性的发现是，SOC只能在U形结中诱导零相位差的异常超导电流，这是可扩展拓扑量子计算的基本组成部分。这可以被视为ScAHE的结果。我们的工作表明，自旋自由度确实有助于检测MZM。
2018-09-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Majorana Zero Modes in Nanowires with Combined Triangular and Hexagonal Geometry
几何形状对马约拉纳零模托管的影响进行了探讨，在核壳纳米线与一个六边形的核心和一个三角形的外壳，反之亦然。的能量间隔分离的电子状态本地化的角落，从本地化的壳的侧面上的状态被示出为较大的三角形纳米线与六边形的核心，比三角形的。我们建立了拓扑相图，这两种情况下，并将它们与早期的工作棱柱纳米线具有相同的核心和外壳的几何形状。我们建议，需要一个双芯纳米线，以允许编织操作的马约拉纳零模式在纳米线端平面。
2020-10-13 cond-mat.mes-hall
Building topological quantum circuits: Majorana nanowire junctions
拓扑量子计算使用非阿贝尔马约拉纳零模式本地化的接近半导体纳米线需要仔细的静电控制线结，以便操纵和编织的零模式，使任意容错门操作。我们从理论上研究了这种基本的线结，即所谓的T结的拓扑超导性质，发现结的存在可能会通过引入模仿零模的伪非拓扑子能隙态来非微扰地影响Majorana行为。我们提出了一个可能的解决方案，这个潜在的严重问题表明，从二维（2D）电子气系统光刻结可能会表现出强大的subgap拓扑特性，没有任何虚假的零模式。我们提出了一个二维结构，使多探针隧穿实验提供位置相关的光谱，它可以决定性地解决悬而未决的悬而未决的问题有关的起源实验观察到的零偏压电导峰。我们还发现，与平凡的超导结可能会导致局部扰动，诱导非本征低能态类似于那些与线结。
2018-01-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Effects of the electrostatic environment on superlattice Majorana nanowires
在超导-半导体纳米线中寻找产生、测量和操纵马约拉纳束缚态（MBSs）的方法是凝聚态物理中高度追求的目标。最近有人提出，周期性覆盖的半导体纳米线与超导手指将允许门控和调谐系统到一个拓扑相，同时留下空间的MBS波函数的本地检测。我们执行一个详细的，自洽的三维（3D）模型的超导体超晶格的纳米线，包括周围的静电环境的影响，并考虑到在半导体表面产生的表面电荷的数值研究。我们考虑不同的实验方案，其中超晶格是在顶部或底部的纳米线相对于背栅。的3D静电分布，电荷密度，低能谱和MBSs的形成的分析揭示了丰富的现象，取决于纳米线参数以及超晶格尺寸和外部背栅电位。事实证明，3D环境对于正确捕获和理解系统的相图以及建立拓扑超导性的参数区域至关重要。
2019-07-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Optical absorption of semiconductor 2D Majorana nanowires
计算了平面二维Majorana纳米线的光吸收截面。光是用偶极近似来描述的。我们讨论了近零能量模式的截面上的特征。横向极化的低能量峰，在纵向的缺席，揭示了马约拉纳状态的存在。该峰值相对于水平职业的热拖尾是稳健的。我们考虑的影响，光学掩模隐藏部分纳米线的光。
2015-01-23 cond-mat.mes-hall
Proximity-induced low-energy renormalization in hybrid semiconductor-superconductor Majorana structures
一个极小模型的混合超导体半导体纳米线马约拉纳平台的开发，充分捕捉的低能量重整化的纳米线模式所产生的母超导体的存在下的影响。在这个模型中，母超导体是一个明确参与低能物理的有源组件，而不仅仅是一个被动的伙伴，只提供邻近诱导的库珀对的纳米线。这种对超导体和半导体的平等对待是有必要的，因为最近的实验不允许仅仅根据裸半导体性质进行一致的解释。一般的理论涉及到精确的半导体格林函数，其中包括从隧道耦合超导体产生的动态自能校正的评估。拓扑超导电性的出现的一般条件的单带以及多带纳米线和详细的数值结果给出了无限和有限线的情况下。通过数值计算给出了拓扑量子相图，得到了有限线中Majorana束缚态及其波函数重叠引起的振荡能量分裂行为。重整化效应被证明是定性和定量的重要修改的低能量谱的纳米线。理论的结果被发现是在良好的定性协议与马约拉纳纳米线实验，从而得出的结论是，邻近诱导的低能量重整化的纳米线模式的母超导体是具有根本重要性的超导体-半导体混合结构。指出了获得真零能拓扑Majorana模的一般理论的意义。
2017-02-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Majorana Fermions Under Uniaxial Stress in Semiconductor-Superconductor Heterostructures
自旋-轨道耦合半导体纳米线与体$s$波超导性的塞曼分裂接近接触最近被提出作为一个有前途的平台，实现马约拉纳费米子。然而，在这种设置中，纳米线的化学势通常被超导体的费米表面钉扎。这使得通过外部电子门调整化学势，这是明确检测马约拉纳费米子的关键要求，在实验中非常具有挑战性。在这里，我们表明，可调拓扑超导制度支持马约拉纳费米子可以实现在半导体纳米线使用单轴应力。对于n型纳米线，单轴应力调谐有效化学势，而对于p型系统，有效配对也可以通过应力修改，从而显著增强拓扑minigap。我们表明，所需的应力，0.1%的顺序，是在目前的实验范围内，使用传统的压电晶体。
2013-02-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Majorana mode stacking, robustness and size effect in cylindrical nanowires
我们讨论了圆柱形有限量子纳米线中Majorana边缘模的鲁棒性。纳米线被建模为一个二维圆柱壳的半导体材料与邻近诱导的超导性和内在的Rashba自旋轨道相互作用。后者的特征在于在纳米线的横向方向上的有效电场和磁场。还假设了指向任意方向的外加磁场。数值对角化的哈密顿量，使我们能够研究不同的实验配置的纳米线的光谱。如果倾斜方向垂直于有效自旋轨道磁场，则马约拉纳模式被证明对于磁场远离圆柱体纵轴的倾斜是鲁棒的，但否则是脆弱的。另一方面，我们发现在相同的圆柱体边缘的纳米线半径的值的增加的Majorana模式的数量增加。我们把这种现象称为“叠加效应”，它是由于马约拉纳模式波函数之间的正交性而发生的。以这种方式，不同的马约拉纳在纳米线表面上占据互补位置。
2015-07-20 cond-mat.mes-hall
Quasi-particle current in planar Majorana nanowires
我们计算了平面混合（超导体-半导体）纳米线中Majorana态的局域准粒子电流。在不存在磁场的垂直分量的情况下，电流以圆形轨迹流动，没有优选方向。另一方面，当存在磁场的垂直分量时，准粒子电流以由磁场建立的取向围绕马约拉纳密度峰循环。
2015-07-17 cond-mat.mes-hall
Signatures of Majorana fermions in hybrid superconductor-semiconductor nanowire devices
马约拉纳费米子是与它们自己的反粒子相同的粒子。理论上预测它们存在于拓扑超导体中。我们报告的电气测量InSb纳米线接触一个正常的（金）和一个超导电极（NbTiN）。栅极电压改变电子密度，并在正常和超导接触之间限定隧道势垒。在存在的磁场的顺序为100 mT，我们观察绑定，中间的间隙状态在零偏置电压。即使当磁场和栅极电压在相当大的范围内变化时，这些束缚态仍然固定为零偏置。我们的观察结果支持Majorana费米子在纳米线耦合到超导体的假设。
2012-04-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con quant-ph
Currents and current correlations in a topological superconducting nanowire beam splitter
研究了一种通过双量子点耦合到拓扑超导纳米线一端的分束器。在这种几何结构中，在零温度下的线性电流互相关相对于由纳米线托管的两个马约拉纳束缚态之间的重叠改变符号。在对称偏压下，流经纳米线的净电流是无噪声的。这两个特征突出了这种奇异的马约拉纳激发的费米性质，尽管它们是基于超导性的。此外，存在一个独特的局部粒子-空穴对称性继承自自厄米性质的马约拉纳束缚态，这显然是罕见的在其他系统。我们表明，这种特殊的对称性可以通过测量互补偏置电压下的电流来揭示。
2015-09-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Superconducting islands with semiconductor-nanowire-based topological Josephson junctions
我们从理论上研究了基于超导体-纳米线约瑟夫森结的超导岛，并考虑了在结的光谱中存在亚能隙准粒子激发。我们的方法扩展了超导电荷量子比特的标准模型哈密顿量，并用纳米线结的Bogoliubov-de Gennes哈密顿量代替Josephson势，投影到相关的低能子能隙子空间上。这使得充分纳入子间隙水平的连贯动力学在交界处。形成结的纳米线中的自旋-轨道耦合和塞曼能量的组合效应触发拓扑转变，其中子带隙能级从有限能量Andreev束缚态演变成近零能量Majorana束缚态。控制纳米线结的微观能量尺度（约瑟夫森能量、马约拉纳耦合和马约拉纳能量分裂）与超导岛的充电能量之间的相互作用产生了各种各样的物理机制。基于这种不同的能量尺度的相互作用，我们充分表征的微波响应的交界处，从库珀对盒的transmon制度，并显示如何存在的Majoranas可以通过不同的光谱特征检测。在分裂结的几何形状，等离子体模式耦合到相位分散subgap水平导致从马约拉纳杂交通过Jaynes-Cummings类相互作用。作为这种相互作用的结果，在结中的高阶等离子体激发继承马约拉纳属性，包括$4π$效应。
2020-10-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Majorana Fermions in Semiconducting Nanowires on the Top of Fulde-Ferrell Superconductor
自旋-轨道耦合（SOC）和$s$波配对在强磁极限下可导致感应$p$波配对的新观点引起了人们对超导-超导混合结构中自厄米粒子Majorana费米子（MFs）的广泛关注。然而，这个系统有几个固有的限制，禁止实现和识别的MF与半导体纳米技术的主要进展。我们发现，这些限制可以解决的替代$s$波超导体与II型富尔德-费雷尔（FF）超导体，其中的库珀对质心动量的作用，重整化的面内塞曼场和化学势。结果，可以实现具有小的Landé $g$因子和高载流子密度的半导体纳米线的MF。SOC强度直接影响拓扑边界，因此可以通过外部电场来设计拓扑相变和相关联的MF。几乎所有的半导体纳米线都可以在这个平台上实现微结构。特别地，我们发现InP纳米线，在某些方面，比InAs和InSb纳米线更适合于实现MF。因此，这个新的平台可以整合半导体纳米技术的进步，实现和识别这种混合结构中的MF。
2014-02-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Majorana modes in smooth normal-superconductor nanowire junctions
本文提出了一种数值方法来获得纳米线中光滑的正常超导结的谱，这种结能够承载马约拉纳零模。电势和超导体界面的柔软性对马约拉纳模式的保护产生相反的效果。虽然软势是一个保护的障碍，软超导体的间隙过渡大大有利于it.We的方法还指出了扩展的马约拉纳状态时，传播模式是活跃的远离结的可能性，虽然这需要在所有开放的通道相等的入射通量。
2013-08-19 cond-mat.mes-hall
Spin selective coupling to Majorana zero modes in mixed singlet and triplet superconducting nanowire
本文从理论上研究了准一维铁磁-超导体结的输运性质，其中超导体由混合的单重态和三重态对组成。我们表明，铁磁铅中的斯托纳场（$\bf{\tilde{h}}$）和超导体的$\bf{d}$矢量的相对取向就像器件零偏置电导的开关一样。在该制度中，其中三重态配对振幅占主导地位的单线态对应物（拓扑相），一对马约拉纳零模式出现在纳米线的超导部分的每一端。当$\bf{\tilde{h}}$与$\bf{d}$载体平行或反平行时，由于配对中的阻断，转运被完全阻断，而当$\bf{\tilde{h}}$和$\bf{d}$彼此垂直时，零能二端微分电导谱随着引线中磁化强度大于化学势而呈现从$4e^2/h$到$2e^2/h$的急剧跃迁，表明Majorana零点对的自旋选择性耦合模式为主导。
2018-06-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Effects of tilting the magnetic field in 1D Majorana nanowires
我们研究了磁场从平行方向倾斜对一维Majorana纳米线的影响。特别是，我们专注于马约拉纳零模式的存在条件，揭示了一个分析关系（正弦规则）之间的磁场方向相对于导线，其幅度和超导参数的材料。然后将研究扩展到纳米线的结，将其视为由两个均匀臂组成的磁性非均匀直纳米线。结果表明，它们的光谱可以用两个独立臂的光谱来解释。最后，我们研究了当臂长增加时，Majorana模的局域化是如何从结角处的磁界面转移到纳米线的末端的。
2015-07-17 cond-mat.mes-hall
Majorana bound states in a coupled quantum-dot hybrid-nanowire system
混合纳米线结合半导体和超导体材料似乎非常适合于创建，检测和控制的马约拉纳束缚态（MBS）。我们证明了MBSs的出现从合并Andreev束缚态（ABS）在混合InAs纳米线与外延Al，使用量子点在纳米线的末端作为光谱仪。静电门控将纳米线密度调整到一个或几个ABS的范围。在外加轴向磁场中，出现了一个拓扑相，其中ABS移动到零能量并保持在那里，形成MBS。我们观察到杂交的MBS与端点束缚态，这是在协议的数值模型。ABS/MBS光谱提供的参数，是有用的理解拓扑超导在这个系统中。
2017-01-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con quant-ph
Electrostatic environment and Majorana bound states in full-shell topological insulator nanowires
本文通过薛定谔-泊松方法研究全壳拓扑绝缘体纳米线中的静电环境对拓扑性质的影响，发现能带弯曲导致表面态与体态共存并抑制超导能隙，但增大半径可缓解，并证明在单个磁通量子附近宽参数范围内可实现马约拉纳零模。
2023-09-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Transport spectroscopy of NS nanowire junctions with Majorana fermions
研究了自旋轨道耦合和磁场作用下正常超导纳米线结的输运性质。当塞曼场穿过拓扑跃迁的临界体值B_c时，形成Majorana束缚态（MBS），导致隧穿微分电导出现尖锐的零偏异常（ZBA）。我们确定了新的功能，超出了这张照片在电线与非均匀耗尽，像两个MBS的外观内的一个长耗尽区B<B_c。由此产生的ZBA在大多数情况下是弱分裂，并可能与Andreev束缚态共存接近零能量。ZBA可能会出现没有拓扑间隙关闭的证据。后一个方面在多频带情况下更明显，并且源于平滑夹断屏障。这些特征中的大多数与最近的实验定性一致[Mourik等人，Science 336，1003（2012）]。我们还讨论了丰富的现象学的问题，在其他制度仍然是实验未探索。
2012-11-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Electrical detection of topological quantum phase transitions in disordered Majorana nanowires
我们研究了一种具有破缺时间反转和自旋旋转对称性的无序超导纳米线，它可以被外加磁场驱动到具有末端Majorana束缚态的拓扑相.作为无序强度的函数，已知马约拉纳纳米线具有从支持马约拉纳束缚态的拓扑非平凡相到没有它们的非拓扑绝缘相的离域量子相变。在跃迁的两侧，系统都是局域化在零能量，尽管具有非常不同的拓扑性质。我们利用拓扑结构和本地化属性之间的这种深刻的联系，提出了一种电传输测量检测本地化-离域过渡发生在大部分的纳米线。其基本思想包括测量导线一端的电导差异，该差异是在不同的耦合值下获得的。我们发现，这种测量揭示了非局部相关性只出现在拓扑过渡。因此，虽然所提出的实验并不直接探测马约拉纳束缚态，但它可以为体拓扑量子相变本身提供直接证据。
2013-11-21 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Majorana phi0 Junction in a Disordered Spin-orbit Coupling Nanowire with Tilted Magnetic Field
纳米线系统中的Majorana约瑟夫森结在清洁极限下表现出伪$4π$周期电流-相位关系。在这项工作中，我们研究如何在一个无序的马约拉纳约瑟夫森结内的Bogoliubov-de Gennes方法的倾斜磁场的电流相位关系。我们表明，倾斜的磁场诱导的电流相位关系的$ϕ_0$相移。最重要的是，我们发现这种$ϕ_0$ -连接行为即使在存在疾病的情况下也是稳健的。
2017-10-02 cond-mat.mes-hall
Detecting non-Abelian statistics of Majorana fermions in quantum nanowire networks
我们提出了一个半导体量子纳米线结构的方案，以证明马约拉纳费米子的非阿贝尔统计的编织群。马约拉纳费米子位于半导体导线的端点，而半导体导线则沉积在\emph{s}波超导体上。马约拉纳费米子的非阿贝尔性质表现在辫子群元素构造的两个运算的不同应用阶的输出是不同的。特别是，这种差异可以明确地印在超导通量量子比特的量子态上。
2011-09-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Manipulating Majorana Fermions in Quantum Nanowires with Broken Inversion Symmetry
我们研究了一个携带马约拉纳量子线，驱动到一个平凡的阶段，通过打破空间反演对称性与倾斜的外部磁场。有趣的是，我们预测，在最近的超导体中施加的超电流能够恢复拓扑相位，因此马约拉纳端态。使用阿贝尔玻色化，我们进一步证实了这一结果的存在下，电子-电子相互作用，并显示了深刻的连接，这种现象的物理一维掺杂莫特绝缘体。目前的结果具有重要的应用，例如，实现了超电流辅助的Majorana费米子编织，这在现实的Majorana网络拓扑量子计算中非常有用。
2012-10-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
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
