Floquet Majorana zero and $π$ modes in planar Josephson junctions
我们展示了如何Floquet马约拉纳费米子可以通过实验实现定期驱动的固态平台。该系统包括由包含具有Rashba自旋轨道耦合和塞曼场的2D电子气(2DEG)的邻近异质结构制成的平面约瑟夫森结。我们将结的亚能隙Andreev束缚态映射到一个有效的一维Kitaev模型中,该模型包含长程跳跃和配对项。使用这个有效的模型,我们研究了系统的化学势的周期性驱动的响应,通过微波通过顶栅施加。我们使用散装Floquet拓扑不变量的零和$π$马约拉纳模式的实验现实参数的数量来表征系统。我们提出了这些模式的微分电导和局域态密度的签名。一个值得注意的特点是,当马约拉纳零和$π$模式都存在时,驱动器的次谐波响应,从而打开了使用此功能来清楚地识别马约拉纳模式的可能性。我们强调了这些功能的鲁棒性的混乱,并表明,尽管杂交由于长的本地化长度,次谐波响应的主要功能仍然是可识别的实验系统,是容易接近。
2018-12-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Time evolution of Majorana corner modes in Floquet second-order topological superconductor
我们提出了一个实际可行的时间周期正弦驱动方案,从静态的二维拓扑绝缘体/ $d$波超导体异质结构体系出发,在现场质量项下产生二维Floquet二阶拓扑超导体,同时包含规则的$0$ -和反常的$π$ -Majorana角模MCMs.我们从理论上研究了在这种驱动下MCMs的局域密度谱和时间动力学。动力学MCM的拓扑特征采用平均四极运动。此外,我们采用Floquet微扰理论~(FPT)的强驱动振幅限制提供了分析的洞察力的问题。我们比较我们的精确(数值),FPT的本征值谱和MCMs的时间动态的结果。我们强调,精确的数值和FPT的结果之间的协议是更突出的,在更高的频率制度接近的$0$ -准能量模式。
2023-01-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Dynamical generation of Floquet Majorana flat bands in s-wave superconductors
我们提出了量子控制技术,工程师的平坦频带的保护马约拉纳边缘模式的s波超导体。具体而言,我们将展示如何周期性控制可以用于设计时间无关的有效哈密顿量,支持$Floquet$ $Majorana$ $flat$ $bands$,从平衡条件,要么拓扑平凡或只支持个人马约拉纳对。在第一种方法中,一个合适的调制的化学势同时诱导马约拉纳平带和动态$activates$一个预先存在的手征对称性,这是负责他们的保护。在第二种方法中,通过抑制静态哈密顿量中的手征破缺项,有效奇偶校验的应用动态地踢$generates$期望的手征对称性。我们的研究结果表明,如何使用时间相关的控制扩大了实现无间隙拓扑超导性的可能性范围,有可能使访问没有已知的平衡对应物的物质的拓扑状态。
2014-12-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con quant-ph
Josephson-Current Signatures of Unpaired Floquet Majorana Bound States
本文理论研究了周期性驱动拓扑超导体中未配对Floquet Majorana束缚态对约瑟夫森电流的影响,发现电流具有4π周期性且振幅可通过化学势谐波调控,并揭示了约瑟夫森Floquet求和规则。
2023-01-18 cond-mat.mes-hall
Sensing Floquet-Majorana fermions via heat transfer
在封闭的XY自旋-1/2链中的横向场的时间周期调制产生非常丰富的动力学相图,具有以不同数量的Floquet-Majorana模式为特征的拓扑相位的层次结构。我们发现,这个丰富的相图生存时,系统耦合到耗散端水库。避开准备和测量准能量配置特有的Floquet-Majorana检测计划的障碍,我们表明,频闪热输运和自旋密度是强大的可观的检测动态相变和Majorana模式。特别是,我们发现,热流的导数,相对于控制参数,改变符号的边界处分离拓扑相位与不同数量的Floquet马约拉纳模式。我们提出了一个简单的计划,直接计数的Floquet-Majorana模式的数量在一个阶段从傅立叶变换的本地自旋密度分布。我们的结果是有效的,只要各向异性不是很强,并且可以很容易地在量子工程系统中实现。
2017-10-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Floquet Majorana bound states in voltage-biased Planar Josephson Junctions
本文研究了在面内磁场作用下的平面约瑟夫森结在外加直流偏压下的特性。在调谐结两端的偏置电压$V_{\rm J}$时,结的两端被示出为同时具有$0$ -和$π$ -马约拉纳模式。这些模式可以使用扫描隧道显微镜测量或通过从耦合到结的引线的共振Andreev隧道来探测。虽然这些模式大多与结的末端结合,但它们可以通过吸收或发射光子与体相杂交。我们分析了这个过程的数值和分析,证明它可以成为在典型的实验条件下可以忽略不计。运输签名的$0$ -和$π$ -马约拉纳国家被证明是强大的中度障碍。
2020-11-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Topological characterization and stability of Floquet Majorana modes in Rashba nanowire
我们从理论上研究了一个实际可实现的Floquet拓扑超导体模型,该模型基于一维Rashba纳米线和塞曼场存在下邻近诱导的$s$波超导性。驱动系统中存在规则的$0$ -和反常的$π$ -Majorana端模。通过调整化学势和驱动器的频率,我们说明了在我们的理论设置中多个MEMS的产生。我们利用手征对称性运营商的拓扑特征,这些微机电系统通过一个动态的缠绕数构建出的周期性的发展运营商。有趣的是,$0$ -和$π$ -MEM的鲁棒性是在现场时间无关的随机无序势的存在下建立的。我们采用扭曲边界条件来定义这个对称破缺系统的动力学拓扑不变量。Floquet驱动和弱无序之间的相互作用可以稳定MEMS,从而在有限的驱动参数范围内产生动态缠绕数的量化值。这一观察结果可能在实验上有助于仔细研究Floquet MEMS的拓扑性质。我们展示了另一种驱动协议,即化学势的周期性变化,以研究我们设置中Floquet MEMs的生成。我们的工作为在驱动系统中设计多个MEMS铺平了现实的道路。
2023-01-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Non-Hermitian Floquet topological superconductors with multiple Majorana edge modes
Majorana边模是拓扑量子计算的候选基元。在这项工作中,我们的目的Floquet工程方法产生任意多个非厄米马约拉纳零和$π$模式的边缘的一维拓扑超导体。研究了具有周期性超导对的Kitaev链,发现了丰富的非厄米特Floquet拓扑超导相,这些超导相是由驱动和非厄米特效应的相互作用引起的.每个相的特征在于一对拓扑绕组数,由于所施加的驱动场,其原则上可以取任意大的整数值。在开边界条件下,这些缠绕数还预测了准能量为零和$π$的退化Majorana边缘模式的数量。因此,我们的研究结果扩大了家庭的Floquet拓扑相位在非厄米特设置,在实现环境鲁棒性Floquet拓扑量子计算的潜在应用。
2020-03-16 cond-mat.mes-hall quant-ph
Comment on "Exact Classification of Landau-Majorana-Stuckelberg-Zener Resonances by Floquet Determinants"
在最近的一封信[S。Ganeshan,E. Barnes和S. Das Sarma,Phys. Rev. Lett. 111,130405(2013)],Ganeshan等人提出了一种一般框架,以将Landau-Majorana-Stuckelberg-Zener干涉测量法的共振结构分类为三个基本类别,这三个基本类别通过这些共振对应于周期性还是非周期性量子演化来区分。在这篇评论中,我们表明,他们的小驱动振幅的制度中的真实共振的识别是不正确的。
2016-05-30 cond-mat.mes-hall
Stability of Floquet Majorana box qubits
在以频率$ω$周期性驱动的一维拓扑超导体中,可能出现两种类型的拓扑边缘模式,众所周知的马约拉纳零模式和位于准能$\hbar ω/2$的Floquet马约拉纳模式。我们研究了两个约瑟夫森耦合的拓扑量子线在库仑相互作用的存在下,形成一个所谓的马约拉纳盒量子比特。振荡栅极电压可以在两条导线中诱发Floquet Majorana模式。这允许在具有固定电子奇偶性的扇区中编码3个量子比特。如果这样的系统是通过增加振荡的振幅来制备的,那么它本质上是不稳定的,因为相互作用共振地产生准粒子。这可以通过使用振荡频率缓慢增加的协议来避免。在这种情况下,可以找到一个参数制度,系统保持稳定。
2022-04-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Floquet topological superconductors with many Majorana edge modes: topological invariants, entanglement spectrum and bulk-edge correspondence
本研究在周期驱动的Kitaev链中发现具有大拓扑不变量和多个马约拉纳边缘模的Floquet超导相,通过拓扑绕数和纠缠熵统一描述其相图与体边对应,揭示周期驱动带来的丰富拓扑相。
2023-09-02 cond-mat.mes-hall quant-ph
Floquet Majorana Fermions for Topological Qubits
我们介绍并发展了一种方法来实现拓扑相变和非阿贝尔统计与动态诱导Floquet马约拉纳费米子(FMF)。当周期驱动势不破坏费米子宇称守恒时,FMF可以编码量子信息。准能分析表明,在宽的参数空间中存在一个稳定的FMF零模和另外两个卫星模,具有较大的准能隙,这阻碍了在绝热驱动下向其它Floquet态的跃迁.我们还表明,在渐近极限FMF保持非阿贝尔统计,因此,表现得像他们的平衡同行。
2012-11-08 cond-mat.mes-hall quant-ph
Properties of dissipative Floquet Majorana modes using a quantum dot
本文通过耦合量子点的周期驱动纳米线,研究耗散Floquet Majorana零模的电子电导,提出数值方法准确计入超导浴耗散效应,发现峰值电导可由FMZM寿命的普适函数描述,为测试FMZMs的存在与寿命提供了关键方法。
2023-01-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Floquet Majorana flat bands and emergent Cooper pair symmetries in $p-$wave magnet$-$superconductor heterostructure
Indian Institute of Technology Hyderabad(印度理工学院海德拉巴分校);Indian Institute of Technology Delhi(印度理工学院德里分校)
研究$p$-波磁体与$s$-波超导体界面拓扑超导性,发现七种节点拓扑相,具有Majorana零能平带和量子化零偏压电导峰,并揭示周期驱动产生Floquet Majorana平带及新型非平衡配对通道。
2026-07-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Generation and time evolution of anomalous Floquet Majorana flat edge modes in two-dimensional noncolinear magnet-superconductor heterostructures
Institute of Physics(印度物理研究所);Homi Bhabha National Institute(霍米·巴巴国立研究所);Dolat Capital Market Pvt Ltd(多拉特资本市场私人有限公司)
本文通过理论计算,在化学势谐波驱动的二维磁体-超导体异质结构中实现了无隙Floquet拓扑超导相,发现了常规0模和反常π模Floquet马约拉纳平边缘模,并利用卷绕数进行了拓扑表征。
2026-06-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Unpaired Floquet Majorana fermions without magnetic fields
在\emph{s} -波配对势(半导体中的超导邻近效应或冷原子中的超流性)存在下,自旋-轨道耦合和塞曼耦合共同作用下的量子线是发展承载Majorana费米子的拓扑相的最有前途的系统之一。时间反演对称性的破缺对于不成对的马约拉纳费米子的出现至关重要。通过实现一个\emph{time-dependent}自旋旋转,我们表明,标准的静磁模型映射到一个\emph{non-magnetic}的时间反演对称性的破缺是保证作为时间的函数的自旋轨道耦合轴的周期性变化。这表明在没有磁场和磁性元素的情况下,由外力驱动的物质的拓扑超导态的发展是可能的。从实用的角度来看,该方案避免了共轭磁性和超导性的缺点,即使需要高频驱动的自旋轨道耦合可能是一个技术挑战。我们描述了这个Floquet系统的基本性质表明,有限的样本主机未成对的马约拉纳费米子在其边缘,尽管事实上,散装Floquet准能量是无间隙的,在每一个时刻的时间保持时间反演对称的哈密顿。值得注意的是,我们确定的Floquet状态的平均能量作为拓扑指标。我们还表明,本地化的Floquet马约拉纳费米子是强大的局部扰动下。我们的研究结果得到了互补的数值Floquet模拟的支持。
2013-03-21 cond-mat.mes-hall quant-ph
Intrinsic dissipative Floquet superconductors beyond mean-field theory
本文研究了具有吸引相互作用的耗散Floquet电子系统的内禀超导性。基于超越平均场处理的泛函Keldysh理论,我们发现该系统表现出时间周期的玻色凝聚,并达到本征耗散Floquet超导(SC)相.由于耗散和周期调制之间的相互作用,Floquet SC间隙变得“软”,并包含有限寿命的扩散费米子模式。然而,玻色凝聚的玻色模式仍然传播,即使在耗散的存在。
2021-07-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Josephson current signature of Floquet Majorana and topological accidental zero modes in altermagnet heterostructures
Institute of Physics(物理研究所);Homi Bhabha National Institute(霍米·巴哈国家研究所);BITS Pilani-Hydrabad Campus(比拉尼-海得拉巴校区)
研究通过Floquet工程和约瑟夫森电流响应,在交替磁体异质结构中识别Floquet Majorana端模和拓扑偶然零模。
2025-11-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Generating many Majorana corner modes and multiple phase transitions in Floquet second-order topological superconductors
$d$维的$n$阶拓扑绝缘体或超导体在其$(d-n)$维边界($n\leq d$)处具有局域本征模.在这项工作中,我们施加周期性的驱动场的二维超导体,并获得了各种各样的Floquet二阶拓扑超导(SOTSC)相位与许多马约拉纳角模在零和$π$准能。发现两个不同的Floquet SOTSC相被三种可能的变换分开,即,由于体光谱间隙的闭合/重新打开而引起的拓扑相变、由于边缘光谱间隙的闭合/重新打开而引起的拓扑相变、或者其中体光谱是无间隙的完全不同的相位。由于系统的驱动和固有能量尺度之间的强烈相互作用,所有发现的相和跃迁都是高度可控的,通过调整系统的单个跳跃参数。我们的发现不仅丰富了Floquet SOTSC相的可能形式,而且提供了一个有效的方案来产生许多共存的Majorana零模和$π$角模,这可能在Floquet量子计算中找到应用.
2022-12-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech quant-ph
Majorana Edge modes of Kitaev Chain with Multiple Time Periodic Driving
Floquet Majorana边缘模式捕获周期性驱动超导体的拓扑特征。我们提出了一个Kitaev链与多个时间周期性的驱动,并演示了如何避免带交叉的改变,这引起了新的地区支持马约拉纳边缘模式。提出了一种通过Floquet带的Zak相位预测Majorana边缘模的一维广义方法。我们还研究了在高频极限下与时间无关的有效哈密顿量,并引入不同的指数来表征多重驱动之间不同相对相位的拓扑相位。我们的工作丰富了驱动系统的物理性质,为在更大的参数空间中定位Majorana边缘模奠定了基础。
2019-10-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Floquet Majorana and Para-Fermions in Driven Rashba Nanowires
我们研究了在磁场作用下,周期性驱动的具有Rashba型导带和价带的纳米线。我们确定拓扑制度,系统主机零能量马约拉纳费米子。我们进一步研究了强电子-电子相互作用的影响,产生的parafermion零能量模式托管在纳米线的两端。我们考虑的第一个设置允许拓扑相位仅施加静态磁场,而不需要超导性。第二种设置涉及超导性和随时间变化的磁场,并允许一个生成拓扑相没有微调的化学势。有前途的候选材料是石墨烯纳米带,由于其固有的粒子-空穴对称性。
2016-08-31 cond-mat.mes-hall
Anomalous Josephson effect and rectification in junctions between Floquet topological superconductors
周期性驱动的Kitaev链具有新颖的Floquet Majorana费米子和反常的Floquet端模。"Floquet系统中的准能是周期性的"这一事实给定义周期性驱动系统中的基态带来了困难。为了克服这个问题,我们从基态的非驱动Kitaev链,并逐步切换到周期性的驱动化学势超过一个时间尺度$τ$。非驱动系统的单粒子本征态在驱动时在Floquet态之间分布的程度可以用参与比的倒数来表征。在两个周期性驱动的Kitaev链之间的约瑟夫森结中,对势的相位不变,但驱动势的相位不同,净平均电流从一个超导体流向另一个超导体。我们称这种电流为反常电流.进一步,我们研究了两个周期性驱动超导体之间的结中电流的相位关系,发现该系统具有非平衡约瑟夫森二极管效应。Floquet Majorana端模和反常Floquet端模对反常电流和二极管效应有重要贡献。此外,异常电流和非平衡约瑟夫森二极管效应生存时,周期性驱动被电磁接通。
2022-11-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Exact Classification of Landau-Majorana-Stückelberg-Zener Resonances By Floquet Determinants
最近的实验表明,Landau-Majorana-StUkelberg-Zener(LMSZ)干涉测量法是一种有力的工具,用于不仅在原子系统中而且在各种固态量子系统(诸如量子点中的自旋、超导量子位和金刚石中的氮空位中心)中演示和利用量子相干性。在这项工作中,我们提出并开发了一个通用的(和,在原则上,准确的)理论形式主义,以确定和表征的干涉共振,是LMSZ干涉测量的标志。与早期的方法不同,我们的方案不需要任何近似,使我们能够发现重要的和以前未知的共振结构的功能。我们还讨论了我们的结果的实验观测性。
2013-09-26 cond-mat.mes-hall quant-ph
Transport signatures of single and multiple Floquet Majorana modes in one-dimensional Rashba nanowire and Shiba chain
本文理论研究了Rashba纳米线和Shiba链中单个及多个Floquet马约拉纳端模的输运特征,发现微分电导呈现量子化值,并验证了其稳定性。
2025-06-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Quench-induced Floquet topological p-wave superfluids
二维超冷原子气体被调谐到接近p波费什巴赫共振,被认为表现出拓扑超流性,但实验发现这些是不稳定的。我们表明,可以诱导拓扑Floquet超流体,如果弱相互作用的原子突然接近(“淬火”)这样的共振,在不稳定踢之前的时间。由此产生的超流体具有马约拉纳边缘模式,但不同于传统的Floquet系统,因为它不是外部驱动的。相反,周期性调制是由动态自生成的。
2014-06-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas cond-mat.supr-con
Reentrant topological transitions with Majorana end states in 1D superconductors by lattice modulation
近年来,人们积极地讨论了在一维拓扑超导体中观测和操纵马约拉纳费米子的可能性。在置于体超导体附近的具有强自旋-轨道耦合的量子线中,当通过施加磁场分裂能带能量时,期望实现拓扑超导体。当施加周期性晶格调制时,多个拓扑超导相出现在相图中。与没有调制的情况相比,它们中的一些发生在更高的填充因子下。我们研究了相位跳变的影响,并认为即使它们存在,整个系统的拓扑非平凡状态也会被保留。我们还研究了空间调制对跳频参数的影响。
2013-08-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas cond-mat.supr-con
Relation between scattering matrix topological invariants and conductance in Floquet Majorana systems
我们分析了一个一维的拓扑超导体的电导周期性驱动主机Floquet Majorana零模式的不同配置的耦合到外部引线。我们比较电导不断耦合的引线,在标准的运输实验中,与频闪电导的脉冲耦合的引线用于确定一个散射矩阵的拓扑指数周期性驱动的系统。我们发现,在驱动频率的电压倍数的直流电导的总和是定量接近的频闪电导在所有的电压偏置。这与先前的工作一致,其表明在零/π共振处的总电导是量化的。我们量化两者之间的差异,其各自的共振的宽度和分析的两个不同的频闪驱动协议的Kitaev链的差异。虽然定量的差异是协议相关的,我们发现,一般的差异较大时,在链的末端的零模式的重量强烈依赖于驱动周期和脉冲耦合周期之间的偏移时间。
2021-05-31 cond-mat.mes-hall
Floquet spectrum and driven conductance in Dirac materials: Effects of Landau-Zener-Stückelberg-Majorana interferometry
使用Landau-Zener-Stückelberg-Majorana型(LZSM)半经典方法,我们研究了石墨烯和外尔半金属薄膜受到强交流电磁场。外尔半金属中的准能谱与石墨烯片相似。早先已经定性地预测,强照射的石墨烯的传输性质作为辐射强度的函数振荡[S. V. Syzranov等人,B88,241112(2013)]。在这里,我们得到严格的定量结果驱动的线性电导的石墨烯和一个外尔半金属的薄膜。振荡的精确定量结构表现出两个贡献。第一个是Ramsauer-Townsend效应的表现,而第二个贡献是定义准能谱的LZSM干涉的结果。
2016-11-03 cond-mat.mes-hall
Floquet Second-Order Topological Superconductor Driven via Ferromagnetic Resonance
我们考虑一个Floquet三层设置组成的二维电子气与自旋轨道相互作用,接近耦合到一个s波超导体和铁磁共振驱动。铁磁层产生时间振荡的塞曼场,该塞曼场与感应的超导能隙竞争并导致拓扑相变。由此产生的Floquet状态支持一个二阶拓扑超导相位与一对本地化的零能量Floquet Majorana角状态。此外,相图包括Floquet螺旋拓扑超导体,托管的Kramers对马约拉纳边缘模式的保护,有效的时间反演对称性,以及一个无间隙的Floquet Weyl相。拓扑相位是稳定的,对无序和参数的变化,并在实验范围内。
2019-05-22 cond-mat.mes-hall
Anomalous Floquet Chiral Topological Superconductivity in a Topological Insulator Sandwich Structure
我们证明了Floquet手征拓扑超导性在磁性拓扑绝缘体-超导体三明治结构的约瑟夫森结中自然产生。约瑟夫森相位调制与施加的偏置电压在整个结驱动系统到反常Floquet手征拓扑超导体托管手征马约拉纳边缘模式的准能谱,与散装Floquet带进行零陈数。偏置电压作为一个调谐参数,使新的动力学拓扑量子相变驱动系统到无数的异国情调的马约拉纳携带Floquet拓扑超导相。我们的理论建立了一个新的范式实现Floquet手征拓扑超导性的固态系统,这应该是实验上直接访问。
2020-12-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Floquet generation of Second Order Topological Superconductor
我们从理论上研究了二阶拓扑超导相的Floquet产生,其中包含Majorana角模,考虑了具有邻近感生超导$s$ -波对的量子自旋霍尔绝缘体(QSHI).我们的动力学公式包括面内磁场的时间反演对称性破缺的周期性反冲和四个-fold旋转对称性破缺质量项,而这些Floquet MCMs通过反幺正粒子-空穴对称性保持。第一驱动协议总是导致四个零能量MCM(即每个角一个马约拉纳)作为{ \it{strong} } SOTSC阶段的符号。有趣的是,除了{ \it{strong}} SOTSC相之外,第二个协议还可以导致{\it{weak} } SOTSC相,包含八个零能量MCM(每个角两个马约拉纳状态)。我们用Floquet四极矩和Floquet Wannier谱表征了这些相的拓扑性质。我们相信,依靠最近的实验进展,在驱动系统和邻近诱导超导,我们的计划可能会在未来测试。
2021-01-26 cond-mat.mes-hall
Superconducting diode effect via Floquet topological Fulde-Ferrell phase in driven Rashba nanowire
Institute of Physics(印度物理研究所);Homi Bhabha National Institute(霍米·巴巴国立研究所);BITS Pilani-Hyderabad Campus(比拉尼理工学院海德拉巴校区)
理论研究了在周期磁场调制下Rashba纳米线中有限动量Fulde-Ferrell超导态的出现,揭示了通过超流方向反转可切换Floquet Majorana 0模和π模,并实现了高效超导二极管效应。
2026-06-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Floquet Second Order Topological Superconductor based on Unconventional Pairing
本文从二维和三维两个角度研究了高温平台中二阶拓扑超导相的Floquet产生。从一个$d$波超导配对间隙出发,我们周期性地踢质量项,在特定的驱动强度范围内设计动态SOTSC相。在这种动力学破缺的时间反演对称性(TRS),我们显示的出现的\textit{weak} SOTSC阶段,窝藏八个角落模式\ie两个零能量马约拉纳每个角落,与消失的Floquet四极矩。另一方面,我们的研究有趣地表明,在引入一个明确的TRS打破塞曼场,\textit{weak} SOTSC相可以转化为\textit{strong} SOTSC相,托管一个零能量马约拉纳模式的每个角落,与量化的四极矩。我们还计算Floquet Wannier光谱,进一步建立了这些阶段的\textit{weak}和\textit{strong}性质。我们数值验证我们的协议计算精确的Floquet算子在开边界条件下,然后分析验证我们的研究结果与低能量有效理论(在高频限制)。上述协议也适用于3D,其中我们在SOTSC阶段中发现一维(1D)铰链模式。然后,我们表明,这些角落模式是强大的,对中度混乱和拓扑不变量继续表现出量子化的性质,直到无序变得相当强。零能量Majorana模式在这些高阶相位的存在是由反酉谱对称性保证的。
2021-02-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Unconventional Majorana fermions on the surface of topological superconductors protected by rotational symmetry
拓扑超导体是在其边界上具有马约拉纳中间带隙态的物质的奇异带隙相。在传统的拓扑超导体中,Majorana能隙态以局域零维模或传播自旋1/2费米子的形式出现,具有准相对论色散关系。在这里,我们表明,非常规的传播马约拉纳状态可以出现在表面的三维拓扑超导体的旋转对称性保护。非常规的马约拉纳表面态分为三种不同的类型:具有$(2S+1)$ -折叠简并度$(S\geq3/2)$的自旋- $S$马约拉纳费米子,携带两个不同拓扑荷的马约拉纳费米子线,以及四重旋转对称相关的自旋-1/2马约拉纳费米子四重态.前两类的光谱性质超越了传统的自旋1/2费米子,是拓扑超导体所特有的,而在拓扑绝缘体中没有对应的。我们证明了在掺杂$Z_2$拓扑绝缘体或具有旋转对称性的Dirac半金属的超导相中可以获得非常规的Majorana表面态。
2021-05-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Majorana Zero Modes Protected by Hopf Invariant in Topologically Trivial Superconductors
马约拉纳零模通常归因于拓扑超导体。我们研究了一类二维拓扑平凡的超导体没有手征边缘模式,但主机强大的马约拉纳零模式的拓扑缺陷。这个最小的单带模型的建设是由霍普夫映射和霍普夫不变量。这项工作将刺激调查的Majorana零模式的超导体在拓扑平凡的制度。
2017-04-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el
How to realize a robust practical Majorana chain in a quantum dot-superconductor linear array
接近超导体的半导体纳米线是马约拉纳费米子的有前途的实验系统,它最终可能被用作拓扑量子计算机的构建模块。在实验上实现马约拉纳费米子的一个严重挑战是无序对拓扑超导性的抑制。我们表明,马约拉纳费米子保护一个强大的拓扑间隙可以发生在一个链的量子点连接的s波超导体的末端。在适当的参数范围内,我们建立了量子点/超导体系统等价于一维Kitaev链,即使在量子点和超导体都是强无序的情况下,Kitaev链也可以被调谐到具有Majorana端模的鲁棒拓扑相.这种自旋轨道耦合的量子点-s波超导体阵列为观测非阿贝尔Majorana模提供了一个理想的实验平台。
2011-11-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Probing Majorana Flat Bands in Nodal $d_{x^2-y^2}$-wave Superconductors with Rashba Spin-Orbit Coupling
我们发现,在具有$d_{x^2-y^2}$波配对和Rashba自旋轨道耦合的单层或多层节状超导体中,与Majorana平带相关联的Majorana费米子在[110]边以零能量模出现.此外,只要单层或多层超导体的整体反演对称性被破坏,并且在平行于[110]边的面内磁场存在下,Majorana费米子和通常的费米子Andreev束缚态在隧道谱实验中诱导出三峰结构。重要的是,我们表明,零偏压电导峰是由马约拉纳费米子。因此,隧道光谱可以用来探测节状$d_{x^2-y^2}$波超导体中的马约拉纳费米子。
2013-05-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Engineering anomalous Floquet Majorana modes and their time evolution in helical Shiba chain
提出在面外 Néel 型螺旋 Shiba 链中通过化学势正弦调制产生常规与反常 Floquet Majorana 端模,并利用动力学绕数揭示其拓扑性质和实时形成机制。
2023-08-06 cond-mat.mes-hall
Topological transitions in two-dimensional Floquet superconductors
我们证明了一个有效的磁场诱导的拓扑相变的发生在一个二维电子气的自旋轨道耦合和接近$s$波超导体。有效的垂直磁场由平面内的非共振交流磁场或圆偏振光产生。进入拓扑相的条件不依赖于精细的参数调整:对于固定的频率,需要有效场的最小振幅,这可以通过解析来评估。在这个阶段,手性边缘状态通常出现在条纹几何系统,除非Rashba和Dresselhaus耦合具有相同的幅度。在这种特殊情况下,由于存在手征对称性,在磁场驱动下,边缘态变成马约拉纳平带;光照射系统是平凡的超导体。
2022-10-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Helical Dirac-Majorana interferometer in a superconductor-topological insulator sandwich structure
在拓扑绝缘体与两个s波超导体构成的异质结构中,当两个s波超导体形成具有π相移的约瑟夫森结时,存在具有螺旋Majorana边缘模的时反不变性拓扑超导相.基于这样的异质结构,螺旋Dirac-Majorana干涉仪被提出来直接测量螺旋Majorana模式的独特输运特征。此外,我们设想如何在现有材料如Bi 2 Se 3或Bi 2 Te 3薄膜的基础上实现我们的提议。
2011-03-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Classification of Majorana Fermions in Two-Dimensional Topological Superconductors
近年来,马约拉纳费米子(MF)由于其奇异的统计特性和在拓扑量子计算(TQC)中的潜在应用而引起了人们的广泛关注。它们被认为存在于各种二维拓扑系统中,如px+ipy拓扑超导体和超导-超导杂化系统。本文指出了两种不同多边形符号规则的Majorana费米子。通过寻找一阶拓扑量子相变的特征,给出了确定MF分类的“确凿的”数值证据。利用它研究了几种二维拓扑超导体。
2015-05-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Topological indices, defects and Majorana fermion in chiral superconductors
本文从理论上研究了拓扑不变量在拓扑周期表D类二维手征超导体模型中保护Majorana费米子的作用。揭示了丰富的相图。每个相位的特征在于2d(Z)和1d(Z2)的拓扑不变量,这导致了位错边缘和涡旋核心处的马约拉纳费米子。研究了不同拓扑不变量引起的Majorana费米子的干涉。马约拉纳费米子相对于层间耦合的稳定性,即,在3D中,也进行了检查。
2012-03-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Proposal for the detection of Majorana Fermions in Topological Superconductors
现代光谱学的目标之一是发明理论上提出的检测中性激发的技术。对于超导体,两点输运测量检测到Andreev交叉反射,这证实了Majorana费米子的存在。使用两个压电传感器进行测量可以获得类似的信息。一个传感器测量来自第二个传感器产生的应变场的应力张量响应。应力响应和应变速度之间的比率决定耗散响应。我们将证明耗散应力响应可以用于拓扑超导体。我们将研究磁场中的拓扑超导体,构造一个含有Majorana色散费米子的Abrikosov涡旋格子,用来计算耗散应力响应,识别Majorana费米子和准粒子。
2016-10-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
In the Pursuit of Majorana Modes in Iron-based High-$T_c$ Superconductors
Majorana零模是拓扑超导系统中具有非阿贝尔统计的奇异准粒子激发,是拓扑量子计算的基石,是一种新型的容错量子计算体系结构.本文综述了铁基高温超导体中实现Majorana模的最新进展。首先讨论了铁基超导化合物电子能带结构的拓扑性质。在此基础上,我们提出了几种关于Majorana模的具体设想,包括Fe(Te,Se)表面涡旋核内的Majorana零模、Fe(Te,Se)铰链处的螺旋Majorana模、Fe(Te,Se)/FeTe异质结拐角处的Majorana零模以及面内磁场作用下的单层Fe(Te,Se)的Majorana零模。我们还回顾了目前的实验阶段,并提供了这个快速发展的领域的前景和展望。
2020-05-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Discovery of parity-violating Majorana fermions in a chiral superconductor Sr2RuO4
我们发现宇称违反马约拉纳费米子在手性超导体Sr 2 RuO 4。电流-电压曲线显示出异常的行为:感应电压是偏置电流的偶函数。依赖于磁场的结果表明,马约拉纳费米子的激发沿封闭的手征边缘电流的单畴偏置电流。我们还讨论了单畴Sr_2RuO_4的手征性变化与自发磁化强度之间的关系。
2009-06-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Floquet-Nambu theory of electron quantum optics with superconductors
Aalto University(阿尔托大学);RIKEN Center for Quantum Computing(理化学研究所量子计算中心)
本文提出Floquet-Nambu理论,用于研究超导体中的时间依赖量子输运及相干电子-空穴叠加态的条件。
2025-10-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Controlling Majorana hybridization in magnetic chain-superconductor systems
本研究提出通过邻近沉积的额外磁性吸附原子调控超导体表面磁链两端马约拉纳零能模的杂化,方案不受微观细节影响,为相关马约拉纳操控技术提供了基础。
2024-08-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Floquet-engineered diode performance in a Majorana-quantum dot Josephson junction
该研究提出由两条非对称Floquet驱动的Kitaev链与中间量子点耦合的约瑟夫森结,利用马约拉纳模式介导输运实现约瑟夫森二极管效应,最高整流比约70%,可通过多种参数调控,为超导二极管设计提供新方案。
2025-06-26 cond-mat.mes-hall
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
Majorana corner and hinge modes in second-order topological insulator-superconductor heterostructures
拓扑绝缘体(量子反常霍尔绝缘体)/超导体(SC)异质结构作为Majorana模的平台,在过去的十年里引起了人们极大的关注。这里我们用它的高阶对应物代替拓扑绝缘体。具体地说,我们考虑二阶拓扑绝缘体(SOTI)没有时间反演对称性和调查SOTI/SC异质结构在二维和三维。值得注意的是,我们发现,这种新颖的异质结构提供自然实现的二阶拓扑超导体(SOTSCs)主机马约拉纳角模式在二维和手性马约拉纳铰链模式在三维空间。由于SOTSCs的实现既不需要特殊的配对,也不需要磁场,因此这种SOTI/SC异质结构是Majorana模的杰出平台,并可能具有广泛的应用前景。
2019-07-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Splitting of Majorana modes due to intervortex tunneling in a p + ip superconductor
我们考虑了二维px+ ipy超导体中存在的多个涡旋,它支持零能量马约拉纳费米子态在其核心。马约拉纳费米子的涡间隧穿提升了拓扑态的简并度。使用Bogoliubov-de Gennes方程,我们计算了由于这些隧道事件的零能量模式的分裂。我们还讨论了超导涨落,特别是它们对能量分裂的影响。
2009-08-12 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
Charge and spin edge currents in two-dimensional Floquet topological superconductors
拓扑平凡系统上的时间周期驱动诱导出边模和拓扑性质。在这项工作中,我们认为三重态和单重态超导体的化学势,自旋轨道耦合和磁化强度的周期性变化,在拓扑平凡和非平凡的阶段,并研究其影响的电荷和自旋电流沿二维系统的边缘传播,为中等到大的驱动频率。与边缘模式相关联的电流在平凡阶段中被诱导,并在拓扑阶段中被增强。在某些情况下,作为周期性驱动的结果,存在电流的符号反转。与Floquet区边缘的有限准能态相关联的边缘态一般是鲁棒的,而零准能态的稳定性取决于参数。此外,自旋极化的Floquet频谱准能量是强的未扰动的拓扑相位。研究发现,在某些情况下,未扰动的边缘态是沉浸在一个连续的状态,由于微扰,特别是如果驱动频率是不够大。然而,它们对边缘电流和自旋极化的贡献仍然是显著的。
2015-06-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Non-Abelian Majorana Doublets in Time-Reversal Invariant Topological Superconductor
非阿贝尔Majorana零模的研究推进了我们对量子物质基本物理的理解,并推动了这种奇异态在拓扑量子计算中的潜在应用。在二维和一维手征超导体中,孤立的Majorana费米子服从非阿贝尔统计。然而,由于Kramers定理,$Z_2$时间反转不变(TRI)拓扑超导体中的Majorana模是成对的。因此,在TRI超导体中的编织操作总是交换两对马约拉纳。在这项工作中,我们有趣地表明,由于时间反演对称性的保护,非阿贝尔统计可以在一维TRI拓扑超导体中获得,并可能具有应用于拓扑量子计算的优势。此外,我们揭示了约瑟夫森效应中的一个有趣的现象,即约瑟夫森电流的周期性依赖于超导态的费米子宇称。这种效应提供了对这种1D TRI超导体中的拓扑量子比特状态的直接测量。
2013-09-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con