Class D spectral peak in Majorana quantum wires
最近，邻近耦合自旋轨道量子线已被证明在临界点支持midgap Majorana状态。我们发现，在存在的障碍，这些系统是容易建立的第二个带中心异常，这是不同的物理起源，但共享的关键特性与马约拉纳状态：它是窄的宽度，不敏感的磁场，进行单位的频谱重量，并严格绑定到带中心。根据子带隙准粒子态的奇偶性，马约拉纳模式与杂质产生的峰共存或不共存。这两种现象之间的强烈“纠缠”可能会阻碍通过光谱技术对马约拉纳的明确检测。
2012-08-02 cond-mat.mes-hall
Majorana Zero Modes in Cylindrical Semiconductor Quantum Wire
基于$k \cdot p$理论和离散晶格模型，研究了圆柱形截面半导体量子线中的Majorana零模特性。在这个模型中，在导线和超导序参量的振幅和相位起伏的无序势的影响进行了讨论。我们发现，对于典型的金属丝几何结构、对势和自旋轨道耦合强度，准一维子带之间的耦合较弱，费米能级附近的低能准粒子几乎完全自旋极化，拓扑态的活跃子带中的电子数较少.
2020-09-26 cond-mat.mes-hall
Majorana Fermion Induced Non-local Current Correlations in Spin-orbit Coupled Superconducting Wires
最近在半导体导线/超导体异质结中观察到的零偏压电导峰引起了人们极大的兴趣，并且关于该观察是否与Majorana费米子（MFs）有关存在着激烈的争论。在这里，我们研究了本地和交叉Andreev反射在两个正常的引线和一个夹层超导半导体线与两个空间分离，但强耦合MF端态的结。这样的设备的电导和Fano因子是急剧不同的拓扑平凡的情况下，即使在存在的障碍，因此可以用来确定毫不含糊的MF。
2013-05-31 cond-mat.mes-hall
Probability distribution of Majorana end-state energies in disordered wires
一维拓扑超导体在其末端具有马约拉纳束缚态。对于有限长度L的超导导线，这些马约拉纳态结合成费米子激发，其能量$ε_0$在L中呈指数小。弱无序使能量分裂指数地小，但影响其典型值，并导致大的样品到样品的波动。我们发现，概率分布的$ε_0$是对数正态的限制大L，而分布的最低位置的体能级$ε_1$有一个代数尾小$ε_1$。我们的发现对拓扑量子计算机的运行速度有影响。
2011-04-08 cond-mat.mes-hall
Decaying spectral oscillations in a Majorana wire with finite coherence length
最近的实验的动机，我们调查的激发能的邻近Rashba线的存在下的位置依赖配对。特别是，我们专注于两个马约拉纳束缚态之间的重叠所产生的光谱图案，出现的塞曼场的值小于所需的值，达到散装拓扑超导相。两个马约拉纳束缚态可以出现，因为局部的线是在拓扑制度。我们发现三个参数范围内具有不同的光谱特性：交叉，anticrossings和渐近减少的能量作为一个函数的应用塞曼场。有趣的是，所有这些情况都已经在实验中观察到了。此外，由于磁场的增量意味着马约拉纳束缚态之间的距离的增加，能量振荡的振幅，当存在时，得到减少。不同的马约拉纳方案的存在关键依赖于这样一个事实，即两个马约拉纳束缚态具有不同的$k$空间结构。我们开发的分析模型，清楚地解释了预测行为的微观起源。
2018-05-02 cond-mat.mes-hall
Long distance coherence of Majorana wires
理论上，拓扑超导体中的一对马约拉纳束缚态即使在很大的间距下也会形成一个费米子能级，这意味着宇称信息是非局域存储的。非定域性导致电子隧穿通过库仑阻塞的马约拉纳线的长距离相干性[Fu，Phys.Rev.Lett. 104，056402（2010）]，可以观察到的效果，例如，在干涉仪中。在这里，我们从理论上研究了相干电子转移，考虑到隧穿意味着长距离的电荷转移，这是由一维等离子体。我们表明，电荷动力学不影响的相干性的电子隧穿过程中的拓扑超导体组成的半导体线接近由一个单一的大块超导体。然而，如果拓扑超导性来自于由颗粒超导体近似的半导体线，则相干性可能被强烈抑制。
2020-07-22 cond-mat.mes-hall
Josephson effect in superconducting wires supporting multiple Majorana edge states
本文研究了一维拓扑超导体中的超导-正常-超导（SNS）约瑟夫森结。的超导相的能量谱的变化进行了研究相结合的紧束缚模型描述的SNS结的数值对角化与适当的低能量有效的哈密顿量的分析。我们发现，四π周期性特征的分数直流约瑟夫森效应被保存。此外，NS结的理想电导与拓扑超导体，托管两个马约拉纳模式在其两端，是一倍的单马约拉纳的情况下相比。最后，我们说明了如何一个非零的超导相位梯度可能会破坏支持多个马约拉纳端态的相位。
2013-03-11 cond-mat.mes-hall
Interaction-Induced Renormalization of Tunneling into Multiple Majorana End States of a Topological Superconducting Wire
我们研究了一个拓扑超导导线末端的多马约拉纳态系统。对于至少有三个马约拉纳费米子在界面上，我们发现非平凡的重整化物理。界面隧穿过程可以根据SU（2）群的自旋1/2和自旋3/2不可约表示来分类。我们表明，属于不同的表示的隧道振幅的重整化是完全不同的，其中一种类型被抑制，而另一种被增强，这取决于相互作用耦合的符号。这导致通过界面的隧穿电流的不同温度依赖性和该电流的不同自旋极化。
2015-03-28 cond-mat.mes-hall
Distinguishing Quantum Capacitance Signatures of a Topological Majorana Wire from a Normal Wire Segment
Clemson University（克莱姆森大学）；University of Maryland（马里兰大学）
本研究通过分析量子电容响应在独立控制参数范围内的持续性，区分了拓扑马约拉纳线与无隙普通线段的类马约拉纳量子电容响应机制。
2026-09-01 cond-mat.mes-hall
Detecting Majoranas in 1D wires by charge sensing
如果诸如线长$L$、化学势$μ$或磁场$B$的参数在拓扑超导体相内变化，则与块体超导体近接耦合的半导体细线的基态的电子数奇偶性可以在量子化值$\pm 1$之间交替。奇偶跳变（其可以被解释为由线的相对端处的马约拉纳模式对形成的费米子状态的占据的变化）伴随着纳米线的电荷中的跳变$δN$，其值随线长度呈指数下降。我们从理论上研究了$δN$对系统参数的依赖关系，并比较了纳米线与体超导体邻近耦合或非邻近耦合时，在$μ$ - $B$平面上奇偶跳变的位置。我们表明，尽管事实上，马约拉纳模式的波函数是本地化的两端附近的线，电荷密度跳跃的空间分布，基本上是均匀的沿线的长度，是成比例的两个马约拉纳波函数的产品。我们解释如何电荷测量，说由外部单电子晶体管，可以揭示这些影响。虽然现有的实验方法需要直接接触导线进行隧道测量，但电荷感测避免了这个问题，并提供了正交测量来确认最近的实验发展。%此外，通过比较态密度的测量，显示马约拉纳功能在电线端部的均匀分布的电荷测量，可以排除其他解释早期的结果。我们揭示了这些线超导体混合系统的一个新的参数制度，并提出了一个相关的实验来测量自旋密度。
2014-06-19 cond-mat.mes-hall
Conductance spectroscopy on Majorana wires and the inverse proximity effect
最近的实验搜索的签名马约拉纳样激发在接近半导体纳米线涉及电导光谱，其中寻求的证据是一个强大的零偏置峰（在较长的电线）和其特征场依赖分裂（在较短的电线）。虽然实验结果部分证实了理论预测，但通常观察到的差异仍然包括：（i）零偏置峰值明显低于$2e^2/h$的预测值;（ii）在较高磁场下，最低能量模式不存在预期的“马约拉纳振荡”。在这里，我们调查如何不可避免地存在一个正常的漏极引线连接到混合线可以影响混合线的电导谱。我们目前的数值结果使用一个带模型的近似纳米线，超导体被认为是在扩散制度，半经典格林函数描述。我们展示了正常排水的存在如何（至少部分地）解释所观察到的差异，我们用分析结果补充了这一点，从而为基础物理学提供了更多的见解。
2017-06-12 cond-mat.mes-hall
Disentangling Majorana fermions from conventional zero energy states in semiconductor quantum wires
马约拉纳费米子（MFs）被预测为零能量束缚态出现在半导体超导体-超导体结构中。然而，在无序或光滑限制势的存在下，这些结构也可以具有非拓扑的近零能态。在这里，我们证明了MF和近零拓扑平凡状态在隧道电导测量中具有不同的特征签名，这允许清楚地区分它们。我们还表明，低能量的非拓扑状态可以强烈杂交与金属态的铅，这产生了光滑的背景，其特征在于软超导能隙测量隧道实验和产生额外的退相干机制的Majorana模式。我们的研究结果铺平了道路，在固态系统中的MF的结论性识别，并提供方向，最大限度地减少量子退相干马约拉纳线。
2013-04-11 cond-mat.mes-hall
Interference Effect of Majorana Fermions in a Spin-orbit Coupled Superconducting Wire
位于拓扑超导导线两端的两个马约拉纳费米子（MF）会相互干涉，形成众所周知的$4π$约瑟夫森电流。我们发现电子部分和空穴部分的态密度（Dos）也遵循宇称相关的$4π$周期振荡，而当两个平凡态相互干扰时，Dos呈现$2π$周期振荡.因此，Dos振荡的周期可以用来区分MF和平凡的局域态。有趣的是，这样的现象可以直接观察到在一个短的超导线控制的栅极电压。这大大简化了实验装置。我们认为，可以通过两个STM导联或两个常模导联检测干扰效应。
2016-03-11 cond-mat.mes-hall
Quantized conductance at the Majorana phase transition in a disordered superconducting wire
没有时间反转和自旋旋转对称性的超导导线可以被驱动到支持马约拉纳束缚态的拓扑相。这些零能量状态的直接检测是复杂的扩散的低激发在无序的多模线。我们表明，相变本身是由一个量子化的热导和电散粒噪声功率的信号，而不管无序的程度。在环形几何结构中，相变由磁导振荡的倍周期发出信号。这些特征直接来自反射矩阵的行列式的符号作为拓扑量子数的识别。
2010-11-30 cond-mat.mes-hall
Spin-dependent coupling between quantum dots and topological quantum wires
考虑具有邻近诱导超导能隙的Rashba量子线作为Majorana费米子和量子点的物理实现，计算了Majorana波函数与量子点上局域波函数的重叠.我们确定这两个本地化的状态之间的自旋相关的隧穿振幅，并表明，我们可以调整到一个完全的自旋极化隧穿制度，通过改变点和马约拉纳费米子之间的距离。直接应用于隧道模型的哈密顿量，我们计算了两侧有两个马约拉纳费米子的量子点上的有效磁场。点上的感应磁场的方向取决于从两个马约拉纳端态形成的非定域费米子的占据，其可以用作这样的马约拉纳量子比特的读出。
2017-05-08 cond-mat.mes-hall
An experimentally accessible quality factor for Majorana wires
当施加足够强的磁场时，具有邻近诱导超导性的自旋轨道耦合半导体纳米线有望在其端点处具有Majorana零模。由此产生的相将是一维拓扑超导体。然而，虽然已经进行了各种实验，观察零偏置电导峰（暗示马约拉纳零模式），这些物理系统的拓扑性质仍然是一个有争议的问题。在这里，我们建议一个定量测试的程度，显示零偏置峰的系统可以被认为是拓扑。该实验与以前的电导测量类似，但在导线末端的量子点的帮助下进行。我们得出了一个令人惊讶的结果，即拓扑系统的非局部性质可以通过局部测量来确定。
2017-02-06 cond-mat.mes-hall
Majorana fermion exchange in quasi-one-dimensional networks
自旋轨道耦合材料与s波超导体的异质结构被认为能够支持零能量的马约拉纳束缚态。已知这种激发在二维中服从非阿贝尔统计，因此与拓扑量子计算（TQC）有关。在一维系统中，马约拉纳态局域化到相边界。为了绕过一维的约束，可以创建一个导线网络，允许通过网络中的结点交换马约拉纳。Alicea等人提出了这样一个网络作为TQC的平台，表明即使在准一维系统中，Majorana束缚态也服从非阿贝尔交换统计。在这里，我们表明，在马约拉纳线网络中产生的非阿贝尔统计的具体实现是高度依赖于个别线结的局部属性。对于一个简单连接的网络，可能的实现可以通过单个结点的手性来表征。一般来说，不需要结手性在导线网络上保持一致。我们展示了如何不同的交界处的手征性可以进行比较实验，并讨论了马约拉纳线网络TQC的影响。
2011-01-10 cond-mat.mes-hall
Majoranas with a twist: Tunable Majorana zero modes in altermagnetic heterostructures
Stony Brook University（石溪大学）；Flatiron Institute（平顿研究所）
通过旋转导线调节拓扑相，异质结构中实现可调马约拉纳零模，无需现场调节即可切换拓扑态。
2025-11-24 cond-mat.mes-hall
Density of states at disorder-induced phase transitions in a multichannel Majorana wire
已知$N$沟道无自旋p波超导导线在增加无序强度时经历一系列$N$拓扑相变。在这里，我们表明，在这些转变的状态密度显示戴森奇点$ν(\varepsilon) \propto \varepsilon^{-1}|\ln\varepsilon|^{-3} $，而$ν(\varepsilon) \propto \varepsilon^{|α|-1}$有一个幂律奇点小能量$\varepsilon$远离临界点。使用“超普适性”的概念[Gruzberg，Read，and Vishveshwara，Phys.Rev.B71，245124（2005）]，我们能够将指数$α$与导线在零能量下的输运性质相关联，并因此与平均自由程$l$和超导相干长度$ξ$相关联。
2014-09-08 cond-mat.mes-hall
Charge transfer statistics of transport through Majorana bound states
我们分析了通过耦合到STM尖端的马约拉纳束缚态的电荷转移的完整计数统计，并展示了它们如何可以用于在导线末端的束缚态的明确识别。此外，我们展示了如何在一个简单的设置中产生马约拉纳束缚态，涉及超导衬底上的铁磁线。
2014-05-24 cond-mat.mes-hall
Bath-induced decoherence in finite-size Majorana wires at non-zero temperature
将马约拉纳零模编织在一起是实现拓扑量子计算的一条很有前途的途径。然而，在实际系统中实现Majorana编织时，出现了两个相互竞争的准则：一方面，完美的编织应该缓慢地进行，以避免非拓扑错误。另一方面，编织必须快速进行，使得由环境引入的退相干效应可以忽略，这在有限尺寸系统中通常是不可避免的。这种竞争导致马约拉纳编织的中间时间尺度是最佳的，但通常不是无误差的。在这里，我们计算了耦合到玻色子浴的短一维拓扑超导体的T结的中间时间尺度，该玻色子浴产生局部电势的波动，其源于，例如，衬底的环境光子或声子。因此，我们得到的边界的速度马约拉纳编织与预定的门保真度。我们的研究结果强调了有限尺寸系统中基于马约拉纳的信息存储的一般敏感性，并可以作为在未来实验中确定最佳编织时间的指导。
2021-12-22 cond-mat.mes-hall
$\mathbb Z_2$~Green's function topology of Majorana wires
我们利用Wess-Zumino-Witten维延拓表示了表征一维拓扑超导体的$\mathbb Z_2$ ~拓扑不变量.不变量是制定在单粒子格林函数，它允许分类相互作用的系统。采用最近提出的广义Berry曲率方法，拓扑不变量表示独立的额外的维度，只需要在零频率的相互作用系统的单粒子格林函数。此外，一个修改的扭曲边界条件的方法被用来严格定义无序相互作用系统的拓扑不变量。
2013-06-05 cond-mat.mes-hall
Fano-Josephson effect of Majorana bound states
研究了两条拓扑超导线直接耦合和通过量子点间接耦合形成的Fano-约瑟夫森结中的约瑟夫森电流。发现当两个Majorana零模分别出现在金属丝中时，Fano干涉引起丰富的Josephson相变过程。值得注意的是，在存在适当的直接和间接线间耦合的情况下，分数约瑟夫森效应消失，然后这种结构转变为$0$ -相位正常约瑟夫森结。另一方面，如果有限耦合之间发生的马约拉纳束缚态在每根导线的两端，正常Josepshon电流是鲁棒性的$0$阶段，弱依赖于Fano效应。我们相信，这些结果有助于描述Fano修正的约瑟夫森效应。
2014-11-03 cond-mat.mes-hall
Coulomb interaction effects on the Majorana states in quantum wires
本文研究了标准半导体线-金属超导体结构中存在排斥作用时Majorana模的稳定性。短程库仑相互作用的影响，这是使用一个纯粹的排斥$δ$ -函数建模的强屏蔽效应，由于超导体的存在下，被确定在一个Hartree-Fock近似的有效Bogoliubov-De Gennes哈密顿量，描述了低能量物理的线。通过数值对角化的方法，我们得到了单粒子本征态的相互作用修正，并计算了由化学势和塞曼能组成的扩展拓扑相图。我们发现，对于一个固定的塞曼能量，相互作用的相边界转移到一个更高的化学势，而对于一个固定的化学势，这种转变可以发生在更低或更高的塞曼能量。这种效应可以解释为由于相互作用而引起的g因子的重正化。实现马约拉纳费米子所需的最小塞曼能量随着库仑排斥强度的增加而减小。此外，我们还发现在多带占有的导线中，这种效应可以通过增加化学势来增强。e.通过占据更高的能带。
2014-04-15 cond-mat.mes-hall
Correlations between Majorana fermions through a superconductor
本文考虑了一个具有内禀自旋轨道相互作用的准一维半导体线在外加磁场作用下的弹道模型。这种设置已被证明会导致在导线中的拓扑超导状态，其特征在于在导线的两端形成一对马约拉纳-费米子（MF）束缚态。在这里，我们证明，除了众所周知的直接的电子束诱导的能量分裂，两个MF束缚态可以杂交通过弹性相关隧穿过程通过虚拟准粒子状态在SC中，从而引起一个额外的能量分裂之间的MF状态从相同的，以及从不同的线。
2013-08-05 cond-mat.mes-hall
Nonlocal conductance of a Majorana wire near the topological transition
Yale University（耶鲁大学）；Microsoft Quantum, Station Q（微软量子，Station Q）
研究了接近拓扑相变点的马约拉纳线非局域电导特性，揭示临界模式的电中性及局域化长度的对数奇异性。
2026-02-03 cond-mat.mes-hall
Orbital effect of magnetic field on the Majorana phase diagram
半导体纳米线中Majorana束缚态的研究经常忽略磁场的轨道效应。系统地研究它的作用，使我们得出几个结论，在这个系统中设计马约拉纳。具体来说，我们表明，实验相关的参数值的轨道效应的磁场有一个更强的影响比塞曼效应的色散关系。虽然马约拉纳不需要存在的只有一个色散子带，我们观察到的马约拉纳的大小变得不切实际的大，和带隙不切实际的小时，一个以上的子带被填充。由于磁场的轨道效应破坏了哈密顿量的几个对称性，因此每当磁场不与线轴对齐时，它导致在参数空间中出现没有带隙的大区域。哈密顿量相对于垂直于导线轴的平面的反射对称性保证了只要场与导线对齐，导线就在拓扑非平凡区域中保持间隙。
2016-06-29 cond-mat.mes-hall
Proposing one-sided tetrons as topological qubits for Majorana-based quantum computation
West Virginia University（西弗吉尼亚大学）；Clemson University（克莱姆森大学）
提出单侧四元组拓扑量子比特，通过SC主干连接四条马约拉纳线，将端模分裂降低约两个数量级，显著延长宇称寿命，等效于加倍线长。
2026-10-07 cond-mat.mes-hall
Manipulating Majorana fermions using supercurrents
在s波超导体附近的拓扑绝缘体边缘和自旋轨道耦合量子线可以通过塞曼场的拓扑量子相变来调谐。在这里，我们表明，在s波超导体中流动的超导电流也驱动这样的转变。我们建议使用这种新的机制来生成和操纵马约拉纳费米子，局部化在域壁之间的拓扑和非拓扑区域的边缘或线。在量子线中，这种方法带来了额外的好处，即超导降低了拓扑相位出现的临界塞曼场。
2012-02-14 cond-mat.mes-hall
The Quantum Anomalous Hall Majorana Platform
我们发现，准一维（1D）量子线可以写入到磁性拓扑绝缘体（MTI）薄膜表面的门阵列。当MTI处于量子反常霍尔（QAH）态时，MTI $/$超导体量子线对于拓扑和非拓扑态都具有特别宽的稳定区域，从而促进在MTI表面上产生和操纵马约拉纳粒子。
2018-01-30 cond-mat.mes-hall
Even-odd parity effects in Majorana junctions
我们研究了一个一般的马约拉纳结，其中N螺旋纳米线连接到一个共同的s波超导体邻近诱导马约拉纳束缚态的电线。每根导线的正常部分（j=1，...，N）充当连接的铅，其中电子可以隧穿到相应的马约拉纳态γ_{A，j}。另一端的Majorana态γ_{B，j}通过任意的隧道矩阵相互耦合。我们研究了各种结拓扑结构的隧道电导的奇偶校验效应的条件。
2013-03-05 cond-mat.mes-hall
Topological minigap in quasi-one-dimensional spin-orbit-coupled semiconductor Majorana wires
在一维拓扑超导（TS）半导体线端部的Majorana费米子（MF）模上方的激发能隙与体准粒子能隙E_{qp}成比例。该间隙，也称为minigap，有助于在实验可达到的温度T E_{qp}下对原始TS状态和MF的实验检测。在这里，我们表明，与E_{qp}的minigap的线性缩放可以失败的准一维线与多个限制带时，所施加的塞曼场是大于或等于约一半的限制引起的带隙。这种线中的TS态具有近似的手征对称性，在每一端支持多个近零能量模式，从而导致可以有效地消失的小型间隙。我们发现，在这样的电线的小minigap的问题可以解决，迫使系统打破近似的手征对称性外部与第二塞曼场。虽然实验签名，如零偏置峰从线端被抑制的第二塞曼场以上的临界值，这样的字段是需要在准一维线的一些重要的参数制度，以隔离的拓扑物理的端态MF。我们还讨论了我们的minigap计算从以前报道的minigap结果适合理想化的无自旋p波超导体的关键区别，并解释了为什么费米子子隙状态的集群周围的零能量马约拉纳最终状态与增加化学势在后者的系统中看到的不适用于实验TS状态的自旋轨道耦合纳米线。
2012-07-09 cond-mat.mes-hall
Spin-momentum locking and Majorana fermions in charge carrier hole epitaxial wires
具有载流子空穴的外延半导体纳米线可以表现出无限大的空穴质量和自旋锁定，这是由于手征光谱在动量和自旋上是线性的。在这些耦合到s型超导体的量子线中出现拓扑超导性和Majorana费米子的判据与拓扑绝缘体中相同，而与自旋-轨道相互作用下具有抛物谱的量子线中出现Majorana模的判据相反。
2019-04-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Multi-particle content of Majorana zero-modes in the interacting p-wave wire
在p波超导体的拓扑相，零能量Majorana准粒子激发可以很好地定义在局域密度-密度相互作用的存在下。在这里，我们研究这种现象的角度来看，矩阵表示的换向器$\mathcal{H} =[H,\bullet]$，其目的是表征多粒子内容的多体马约拉纳模式。要做到这一点，我们表明，对于二次费米子系统，$\mathcal{H}$总是可以分解成子块，作为多粒子概括的BdG/马约拉纳形式，编码单粒子激发。在这幅图中，类似密度的相互作用将打破这种精确的激发数对称性，耦合不同的子块和提升简并，使得换向器$\mathcal{H}$的本征算符采取单个本征态跃迁$|n\rangle \langle m|$的形式。然而，马约拉纳模式是特殊的，因为零能量跃迁不会被本地相互作用破坏，并且可以将多体马约拉纳定义为$\mathcal{H}$的奇宇称零能量解，从而使其激发数最小化。这个想法形成了一个算法的基础上，该算法被用来计算的Majorana零模式的一维p波晶格模型的多粒子激发内容。我们发现，多粒子内容的马约拉纳零模式运营商是显着的，即使在适度的相互作用强度。这对基于马约拉纳的量子位在耦合到热浴时的稳定性具有重要影响。我们还将讨论这些发现如何不同于以前的工作，关于多体马约拉纳算子的结构，并指出，这应该会影响如何解释某些实验功能。
2015-10-28 cond-mat.mes-hall
Majorana zero modes in semiconductor-superconductor hybrid structures: Defining topology in short and disordered nanowires through Majorana splitting
Rutgers University（罗格斯大学）；University of Maryland（马里兰大学）
研究短且杂波纳米线中Majorana零模的分裂特性，探讨拓扑保护的限制及实验中定义拓扑性的挑战。
2026-04-20 cond-mat.mes-hall
Majorana fermions at odd junctions in a wire network of ferromagnetic impurities
本文研究了具有强Rashba自旋-轨道相互作用的$s$波超导体表面铁磁杂质的线网络。在拓扑相内，零能量马约拉纳费米子出现在导线端点以及奇数个导线段之间的连接处，而偶数个导线段之间的连接处不存在低能量状态，为马约拉纳费米子提供了强有力的实验可访问签名。我们还研究了准粒子能隙随Rashba自旋轨道耦合和磁性杂质强度的变化。
2016-05-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Subtle leakage of a Majorana mode into a quantum dot
我们研究了通过一个量子点连接到源极和漏极引线和侧耦合到拓扑超导纳米线（Kitaev链）维持马约拉纳端模式的量子输运。使用递归的格林函数方法，我们确定的系统的局域态密度（LDOS），并发现，结束Majorana模式的线泄漏到点，从而出现作为一个独特的点级{ \it钉扎}的费米能量$\varepsilon_F$的引线。令人惊讶的是，即使当栅极控制的点能级$\varepsilon_\text{dot}(V_g)$远高于或远低于$\varepsilon_F$时，这种在这个意义上类似于“近藤共振”的共振钉扎也会发生。计算出的点电导$G$显示出导线马约拉纳端模的明确特征：本质上，由于这种钉扎点模式，应该具有$G=0$的非共振点[ $\varepsilon_\text{dot}(V_g)\neq \varepsilon_F$ ]在宽范围的$V_g$上显示出电导$e^2/2h$。有趣的是，这种钉扎效应只发生在点能级耦合到马约拉纳模式时;普通费米子模式（例如，无序）简单地分裂和加宽（如果是连续的）点水平。我们讨论的实验方案，探测Majorana模式的电线通过这些泄漏/钉扎点模式。
2014-05-05 cond-mat.mes-hall
Majorana single-charge transistor
我们研究通过库仑阻塞的拓扑非平凡的超导导线（马约拉纳端态）的金属导线接触的运输。通过这种相互作用的马约拉纳单电荷晶体管的电流的精确公式推导出的线谱函数。从三个不同的角度可以得出一个全面的图景。我们发现库仑振荡与普遍减半的有限温度下的峰值电导强封锁条件下，谷电导主要来自弹性共隧穿。由于涉及库珀对分裂的异常隧穿，非线性电导表现出有限电压边带。
2012-10-23 cond-mat.mes-hall
Dynamics of Majorana-based qubits operated with an array of tunable gates
我们研究的动力学马约拉纳零模式穿梭通过局部调谐的电化学电位在超导导线。通过对微观晶格模型进行随时间变化的模拟，我们发现与移动的Majorana模式相关的非绝热修正可以通过一个简单的Landau-Zener描述定量捕获。我们进一步模拟了一个特定的量子位设计中的拉比振荡协议，在一个单一的线中有四个马约拉纳零模式，并量化了在这种设置中执行量子位操作的时间尺度上的约束。我们的模拟利用马约拉纳表示的系统，这大大简化了模拟超导体在平均场水平。
2018-06-02 cond-mat.mes-hall
Helical liquids and Majorana bound states in quantum wires
我们发现，自旋轨道耦合与塞曼场或强相互作用的结合可能会导致单通道量子线中的螺旋液体的形成。在螺旋液体中，具有相反速度的电子具有相反的自旋进动。我们认为，零能量马约拉纳束缚态形成在各种情况下，当导线位于接近传统的s波超导体。当外部磁场、超导能隙或特别是化学势沿导线变化时，就会发生这种情况。我们讨论了实验结果的螺旋液体和马约拉纳束缚态的形成。
2010-06-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Transmission Amplitude through a Coulomb blockaded Majorana Wire
我们研究了电导共振之间的共隧穿机制中通过库仑阻塞超导Rashba线的相干电子输运。通过改变外部塞曼场的线可以被调谐到一个拓扑制度，其中通过马约拉纳零模式的非本地传输是占主导地位的机制。我们用散射矩阵的形式化方法模拟了共隧穿区的相干输运，发现传输振幅有一个最大值，它是塞曼场的函数，其高度与导线长度成正比.我们与传输幅度的马约拉纳相关长度，并认为塞曼场和长度依赖的传输幅度是唯一的签名的存在下的马约拉纳零模式。
2022-11-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Electron transport in multiterminal networks of Majorana bound states
我们研究电子输运通过多终端网络托管马约拉纳束缚态（MBS）的框架内的全计数统计（FCS）。特别是，我们将我们的一般结果，两个马约拉纳纳米线的T形路口。当导线处于拓扑非平凡状态时，三个MBS位于导线的外端附近，而一个MBS位于交叉点附近，并且当导线的长度有限时，相邻MBS可以重叠。我们提出了一个组合的电流和互相关测量，以揭示预测耦合的四个马约拉纳在拓扑T~结。有趣的是，我们表明，在中央铅的基本运输过程是不同的相比，外部的铅，引起的特征非本地签名的电子运输。我们发现我们的分析模型和紧束缚模型的数值模拟之间的定量协议。通过数值模拟，讨论了弱无序对电流和交叉关联函数的影响。
2014-11-25 cond-mat.mes-hall
The fate and heir of Majorana zero modes in a quantum wire array
在自旋轨道耦合的超导量子线中，Majorana零模的实验特征被报道为隧道谱中的零偏置峰。我们研究这些零模式是否可以持续在一个阵列的耦合线，如果没有，他们的残余可能是什么。该散装表现出拓扑不同的间隙相和一个干预的无间隙相。尽管体对结构是拓扑的，但Majorana零模和超流相之间的相互作用导致自发的时间反演对称性破缺。因此，边缘超电流环出现，边缘马约拉纳费米子一般都有缺口，除非链的数量是奇数，在这种情况下，一个马约拉纳费米子幸存下来。
2014-05-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Topological gap protocol based machine learning optimization of Majorana hybrid wires
Institut für Theoretische Physik, Universität Leipzig（莱比锡大学理论物理研究所）
本文针对 Majorana 纳米线中无序破坏拓扑相、降低器件良率的问题，提出受拓扑能隙协议启发、基于非局域电导测量的优化度量，并用机器学习调控栅极阵列以可靠补偿强无序。
2023-05-25 cond-mat.mes-hall cs.LG
Zero energy Majorana modes in superconducting wires
我考虑一个模型的两个薄超导线通过约瑟夫森隧道和库仑相互作用。结果表明，存在一个参数范围，在该参数范围内，该模型可以有两种不同类型的准长程序基态：一种是超导态，另一种是对密度波。它进一步表明，这些不同的阶段之间的边界支持零能量马约拉纳模式，这些模式是强大的对无序。
2011-10-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Majorana modes and complex band structure of quantum wires
我们用复能带结构方法描述了半无限长金属丝的Majorana边态。在这种方法中，给定能量的边缘态被建立为倏逝波的叠加。结果表明，这种叠加并不总是满足所需的边界条件，从而限制了边缘模态的存在。我们讨论纯粹的1D和2D系统，集中在后一种情况下的Rashba混合项的效果。
2013-02-26 cond-mat.mes-hall quant-ph
Adiabatic manipulations of Majorana fermions in a three-dimensional network of quantum wires
有人提出，局域化的零能量马约拉纳态可以实现在准一维半导体线的二维网络，接近耦合到一个大块超导体。金属丝应该具有强的自旋-轨道耦合和适当的对称性，并且它们的电子应该被强塞曼场部分极化。然后，如果费米能级在适当的范围内，则导线可以处于拓扑超导相，其中马约拉纳状态发生在导线端部和$Y$结处，其中可以连接三个拓扑超导体段。在这里，我们将这些想法推广到考虑三维网络。马约拉纳态的位置可以被操纵，它们的非阿贝尔性质可以通过使用外部门来选择性地耗尽网络的一部分，或者通过物理连接和重新划分导线段来实现。马约拉纳状态也可以通过重新定向的塞曼场的导线段，通过物理旋转的导线几乎任何轴，或通过在邻近耦合超导体的序参量的相位的演变。我们展示了如何跟踪绝热操作过程中的零能量希尔伯特空间的符号变化，通过分别监测每个马约拉纳状态的演变，而不是跟踪所有可能的编织对。这在三维网络的情况下具有概念上的优势，并且如果涉及大量的马约拉纳网站，即使在二维中也可能在计算上有用。
2011-12-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Signatures of Majorana bound states in scanning gate microscopy of hybrid nanowires
本研究从理论上分析超导邻近效应半导体纳米线的扫描栅极显微技术，揭示不同针尖势下马约拉纳态的响应特征，可区分马约拉纳束缚态与准马约拉纳态、判别零偏压电导峰的拓扑属性。
2025-11-17 cond-mat.mes-hall
Tunneling spectra simulation of interacting Majorana wires
最近在InSb混合超导-半导体器件上的隧穿实验为自旋轨道量子线中受磁场和超导邻近效应影响的Majorana边缘模的稳定化提供了希望。将实验场景与微观描述联系起来会带来不同类型的挑战，例如解释相互作用对导线隧穿特性的影响。我们开发了一个密度矩阵重整化群（DMRG）分析的隧道光谱的相互作用的Majorana链，我们解释的Kitaev链模型。我们的DMRG方法使我们能够计算到零频率的谱函数，在那里我们分析了马约拉纳零偏置峰如何受到相互作用的影响。从研究的拓扑相变之间的拓扑和平凡的超导相在导线中，我们认为，散装间隙关闭一般影响的邻近峰和Majorana峰，这应该是可观察到的运输信号。
2013-06-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Spin and Majorana polarization in topological superconducting wires
我们研究了一个一维导线与强大的Rashba和Dresselhaus自旋轨道耦合（SOC），它支持马约拉纳费米子时，受到塞曼磁场和接近的超导体。使用分析和数值计算技术，我们计算的电子自旋织构的马约拉纳端态。我们发现，这些国家的自旋极化依赖于Rashba和Dresselhaus SOC组件的相对大小。此外，我们还定义并计算了局部的“Majorana极化”和“Majorana密度”，并指出它们可以作为表征平凡系统和Majorana束缚模之间拓扑转变的序参量.我们发现，当地的“马约拉纳极化”相关的横向自旋极化，我们建议测试马约拉纳费米子在一维系统中的自旋极化态密度测量的存在。
2011-12-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Zero-bias peaks in spin-orbit coupled superconducting wires with and without Majorana end-states
马约拉纳束缚态最简单的实验探测方法之一是零偏压隧穿电导的量子化值（2e^2/h）。当温度略大于马约拉纳峰的固有宽度时，电导不再量子化，但零偏置峰可以保留。这种非量子化的零偏置峰最近已被报道的半导体纳米线与邻近诱导超导。在本文中，我们分析的零偏置峰的存在下的Majorana端态的关系，通过模拟的隧道电导多带线与现实量的障碍。我们表明，该系统一般表现出（非量子化）零偏置峰，即使当导线是拓扑平凡的，不具有马约拉纳端态。我们最近的实验进行比较，并讨论了必要的要求，确认存在的马约拉纳状态。
2012-06-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Low-energy sub-gap states in multi-channel Majorana wires
已知一维p波超导体在其端部具有马约拉纳束缚态。具有有限宽度W的超导导线除了可能的马约拉纳端态之外，还可能具有费米子子带隙态。虽然它们不一定抑制使用马约拉纳端状态的拓扑计算，这些subgap状态可以模糊的拓扑相位通过状态密度测量的识别。我们提出了两个简单的模型来描述低能费米亚带隙态。如果导线的宽度W远小于超导体相干长度λ，则相关的子带隙态定域在导线的端部附近，并在零能量附近聚集，而如果$W \gtrsim ξ$，则最低能量的子带隙态是离域的。值得注意的是，最低的费米子子带隙态（如果存在的话）的能量对于W ~ π具有最大值。
2011-10-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Gate defined wires in HgTe quantum wells: from Majorana fermions to spintronics
我们介绍了一个很有前途的新平台，马约拉纳零模式和各种自旋电子学应用的基础上，在碲化汞量子阱中的栅极定义的线。由于碲化汞的类狄拉克能带结构，这种系统的物理性质与传统的量子线有显著的不同。最引人注目的是，我们表明，栅极定义的碲化汞线的子带参数表现出精致的可调谐性：适度的栅极电压变化允许一个调制的Rashba自旋轨道能量从零到~ 30 K，和有效的g因子从零到巨大的值超过600。大的可实现的自旋-轨道耦合和g因子一起允许在这种设置中在非常低的磁场下访问马约拉纳模式，同时保持对无序的鲁棒性。作为一个额外的好处，门定义的线（在碲化汞或其他设置）应大大促进网络的制造用于检测Majoranas的精细传输实验，以及实现非阿贝尔统计和量子信息设备。
2013-03-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Spectral properties, topological patches, and effective phase diagrams of finite disordered Majorana nanowires
该研究理论分析有限长度、关联无序的 SM-SC Majorana 纳米线，揭示隙内态和拓扑斑块会导致零偏压峰等信号误导判读，并指出实现确定性 Majorana 零模需降低无序强度与超导能隙之比。
2023-05-11 cond-mat.mes-hall
