Nonperturbative phase diagram of interacting disordered Majorana nanowires
本文发展了一种副本空间中的高斯变分法，研究了强耦合区中一维相互作用无序拓扑超导导线的相图。这种方法允许在无序强度，电子-电子相互作用和超导配对振幅的非微扰处理。我们发现只有两个稳定的阶段：一个拓扑超导相，和一个玻璃状的，非拓扑本地化的阶段，其特征在于复本对称性破缺。
2014-09-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Single-mode Near-infrared Lasing in a GaAsSb/GaAs Nanowire Superlattice at Room Temperature
半导体纳米线激光器可以产生具有小型化几何形状的引导相干光发射，为各种应用带来新的可能性，包括纳米光子电路，光学传感，以及片上和芯片到芯片的光通信。在这里，我们报告的实现单模室温激光从890 nm到990 nm利用一种新的设计的单纳米线与GaAs Sb为基础的多个超晶格作为光泵浦下的增益介质。波长可调谐性与全面增强的激射性能被证明是由于独特的纳米线结构与有效的增益材料，它提供了高达1250的激射品质因数，降低激射阈值~ 6 kW cm-2和高的特征温度~ 129 K。这些结果为纳米线激光器结构的设计和合成提供了重大进展，这可以为未来具有惊人性能的纳米级集成光电系统铺平道路。
2017-08-23 cond-mat.mes-hall
Assessment of AlGaN/AlN superlattices on GaN nanowires as active region of electron-pumped ultraviolet sources
在本文中，我们描述了400 nm长（88周期）的AlxGa 1-xN/AlN（0 < x < 0.1）量子点超晶格的设计和表征自组装GAN纳米线上的电子泵紫外光源的应用。纳米线上的GAN/AlN超晶格的光学性能进行了比较，与平面GAN/AlN超晶格的发射体GAN衬底上沿N极性和金属极性晶轴具有相同的周期性和厚度。纳米线样品是不太敏感的非辐射复合比平面层，达到内部量子效率（IQE）在室温下超过60%，即使在低注入条件下。IQE在更高的激发功率密度下保持稳定，最高可达50 kW/cm 2。我们证明，纳米线超晶格是足够长的收集电子-空穴对所产生的电子束与加速电压VA = 5千伏。在这样的VA下，从纳米线系综发射的光在恒定电子束激发下不显示任何猝灭的迹象（在分钟尺度上针对约8 kW/cm 2的激发功率密度进行测试）。改变点/势垒厚度比和点中的Al含量，纳米线的峰值发射可以在340至258 nm的范围内调谐。关键词：GAN，氮化铝，纳米线，紫外线
2019-11-29 cond-mat.mes-hall physics.app-ph
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
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
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
Confinement of electrons in size modulated silicon nanowires
基于第一性原理计算，我们发现具有不同长度和直径的氢饱和硅纳米线段的周期性重复结的超晶格形成多量子阱结构。超晶格的带隙在实空间中被调制，因为它的直径，并导致在动量空间中的带隙，这是不同于组成纳米线。特定的电子态可以被限制在超晶格的窄或宽的区域中。能带排列的类型以及因此价带和导带的偏移取决于超晶格的取向以及组成部分的直径。通过自旋极化理论计算，研究了SiH空位和替代杂质对材料的电子和磁性的影响。带边附近具有局域态的替代杂质可以使调制掺杂成为可能。超晶格结构的稳定性进行了研究，在高温下的从头计算分子动力学计算。
2009-07-21 cond-mat.mes-hall
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
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
Superlattice nanowire heat engines with direction-dependent power output and heat current
由低维结构制成的热机（HE）由于其降低的声子热导而在能量收集方面提供了有前景的应用。目前，人们对量子点超晶格纳米线的设计进行了大量的研究，但只考虑了量子点中具有均匀能级的超晶格纳米线。在这里，我们提出了一个由SLNW与阶梯状QD能级的HE。结果表明，非线性Seebeck效应可以导致这种具有阶梯状能级的纳米线的显着的电子输运。嵌入纳米线中的量子点的能级的不对称排列可以被控制，以允许在正向温度偏压下的共振电子输运，而它们在反向偏压下处于非共振状态。在这种机制下，这种SLNW的功率输出和效率优于具有均匀QD能级的SLNW。SLNW HE具有方向相关的功率输出和热流。此外，HE具有热二极管的功能，在开路条件下具有令人印象深刻的负差热传导。
2019-08-04 cond-mat.mes-hall
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
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
GaAs/GaP Superlattice Nanowires for Tailoring Phononic Properties at the Nanoscale: Implications for Thermal Engineering
该研究通过实验与DFPT计算揭示了GaAs/GaP超晶格纳米线中声子色散和电子带隙的可调性，证明纳米尺度材料工程可定制声子特性并为热工程开辟新途径。
2023-09-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
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 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
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
Phonon interference effects in GaAs-GaP superlattice nanowires
Universität Basel（巴塞尔大学）；Istituto Nanoscienze-CNR and Scuola Normale Superiore（国家纳米科学技术研究所和比萨高等师范学院）；Institut de Ciencia de Materials de Barcelona, ICMAB−CSIC（巴塞罗那材料科学研究所）
研究通过超晶格纳米线中声子干涉效应揭示热传导机制，展示了通过结构控制优化热性能的潜力。
2025-08-13 cond-mat.mes-hall quant-ph
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
Optimizing thermoelectric efficiency of superlattice nanowires at room temperature
众所周知，薄纳米线的品质因数（$ZT$）可以在室温下显著增强，这是由于声子的边界散射的增加引起的声子热导的降低。可以预期的是，纳米线填充量子点（QD）的声子热导将进一步降低。在这里，我们考虑一个超晶格纳米线（SLNW）建模的线性链的强耦合量子点连接到电极。为了优化设计，我们研究了$ZT$对量子点能级（$E_0$）（相对于电极中的费米能级$E_F$）、点间耦合强度（$t_c$）、隧穿率（$Γ$）和温度$T$的依赖性。结果表明，在室温下，当$(E_0-E_F)/k_BT \approx 2.4$和$Γ=t_c$的量子点数目为$t_c/k_BT <0.5$时，SLNW的功率因数最大，且与量子点数目无关.通过使用合理的物理参数，我们表明，薄SLNW的横截面宽度接近$3~nm$有可能实现$ZT\ge3$。
2018-04-20 cond-mat.mes-hall
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
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
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
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
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
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
Transport through a Majorana island: strong tunneling regime
在存在Rashba自旋轨道耦合的情况下，磁场可以驱动邻近纳米线进入拓扑超导相。我们研究了这种纳米线在库仑阻塞机制下的输运性质。与拓扑超导性相关的Majorana模式显着修改传输，并导致通过纳米线的单电子相干传输-拓扑超导性的非局部签名。在这项工作中，我们专注于强杂交的马约拉纳模式与正常的铅的情况下。在两个正常引线接触的纳米线中，由杂化引起的Majorana零能态的加宽与充电能量竞争，导致库仑阻塞的相当大的修改。计算了纳米线两端电导随栅电压、结传输系数、几何电容和诱导超导能隙的变化关系。
2017-01-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Next steps of quantum transport in Majorana nanowire devices
马约拉纳零模是服从非阿贝尔交换统计的局域准粒子。编织马约拉纳零模式形成拓扑保护量子操作的基础，这在原则上可以显着减少量子位退相干和器件级的门控制错误。因此，在各种固态系统中寻找Majorana零模是凝聚态物理和量子计算机科学中的一个重要课题。自从在混合超导体-半导体纳米线器件中观察到第一个实验特征以来，这一领域在材料科学、传输实验和理论方面都有了巨大的发展。虽然基于这些马约拉纳纳米线制造第一个拓扑量子比特目前仍在进行中，但近期仍在进行几个相关的重要传输实验。这些不仅将作为中间步骤，而且还将从更基本的方面展示马约拉纳物理学。从这个角度来看，我们总结了这些关键的马约拉纳实验和潜在的挑战。
2019-11-13 cond-mat.mes-hall
Zero-energy pinning from interactions in Majorana nanowires
拓扑超导体边界处的马约拉纳零模是电荷中性的，是电子和空穴的相等叠加。然而，这种理想的情况在物理实现中很难实现，例如接近实际长度的半导体纳米线。在这样的系统中，马约拉纳重叠是不可避免的，并导致其杂化成有限能量的带电Bogoliubov准粒子，不像真正的零模式，受电子相互作用。我们在这里证明，这些相互作用，特别是与束缚电荷在介电环境中，彻底改变了非相互作用的范例。值得注意的是，相互作用可以完全抑制马约拉纳杂化周围的奇偶交叉，在纳米线中的总电荷的变化。这种效应被称为零能量钉扎，使Majoranas稳定回到零能量和电荷，并导致电子不可压缩的参数区域，其中Majoranas对局部扰动保持不敏感，尽管它们重叠。
2017-03-08 cond-mat.mes-hall
Majorana transport in superconducting nanowire with Rashba and Dresselhaus spin-orbit couplings
超导实验是探测固态系统中马约拉纳费米子的关键技术。利用Keldysh非平衡格林函数方法研究了具有Rashba和Dresselhaus自旋轨道耦合的超导纳米线中的多引线隧穿。在我们的实验装置中出现了一个零偏置的\textit{dc}电导峰，这表明了Majorana费米子的存在，与前人在InSb纳米线上的实验结果一致。有趣的是，由于马约拉纳费米子的奇异性质，存在一个空穴传输通道，使得电流在左右引线处不对称。本文还研究了Majorana费米子介导的\textit{ac}电流响应。为了讨论库仑相互作用和无序对马约拉纳纳米线输运性质的影响，我们采用重整化群方法研究了该纳米线的相图。发现在超导电性和无序性的相互作用下存在拓扑相变。我们发现Majorana输运在超导主导的拓扑相中保持不变，而在无序主导的非拓扑绝缘体相中被破坏。
2015-02-22 cond-mat.mes-hall
Spin transition rates in nanowire superlattices: Rashba spin-orbit coupling effects
研究了纵向周期势调制下抛物纳米线中Rashba自旋轨道耦合的影响。调制电位可以从实际生长的超晶格（SL）中获得。我们的研究表明，Rashba自旋轨道相互作用诱导的抛物线纳米线SL的能级交叉点。我们估计单重态-三重态之间的反交叉宽度很大（大约117 $μeV$）。我们研究了声子和电磁场介导的抛物型纳米线超晶格的自旋跃迁速率。我们报道声子介导的自旋跃迁速率比电磁场介导的自旋跃迁速率大几个数量级。基于费曼解纠缠技术，我们得到了自旋跃迁的精确几率。对于波矢为$k=0$的情形，我们报道了跃迁几率可以在固定的时间间隔内以共振的形式进行调谐。对于一般情况（$k\neq 0$），我们求解Riccati方程，发现任意的$k$值都导致了跃迁几率的衰减.当（$k\neq 0$）的Rashba自旋轨道耦合系数较大时，自旋跃迁几率冻结.
2013-06-13 cond-mat.mes-hall
Majorana states and magnetic orbital motion in planar hybrid nanowires
平面二维混合（超导体-超导体）纳米线中的Majorana相边界由于离面磁分量的轨道效应而被修改。我们发现，马约拉纳零模式生存相当大的垂直场倾斜，揭示了一个显着的相图。给出了强轨道极限下相界的解析表达式。这些相边界可以用可获得的设置来实现，例如横向宽度为$150\, {\rm nm}$的InAs纳米线。
2015-07-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas
Microwave detection of gliding Majorana zero modes in nanowires
该研究提出利用微波腔场探测纳米线中滑移马约拉纳零模，通过腔衰减率反映宇称与运动，实现非局域特征的无隧穿探测。
2023-10-13 cond-mat.mes-hall
Squeezing light with Majorana fermions
将半导体纳米线耦合到微波腔提供了一种强有力的手段来评估纳米线中是否存在孤立的马约拉纳费米子。这些奇异的束缚态可以引起显著的腔频移，但也会引起强的腔非线性，例如导致光压缩。这些效应对纳米线栅极电压的依赖性给出了马约拉纳费米子的独特性质的直接签名，例如它们的自伴特性和指数约束。
2013-11-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Interaction-induced zero-energy pinning and quantum dot formation in Majorana nanowires
马约拉纳模式出现在非平凡的拓扑相位在一些特定的材料，如邻近的半导体纳米线在外部磁场的边缘。理想情况下，它们是电子和空穴的电荷中性叠加的非局域态。然而，在实际长度的纳米线中，它们的波函数重叠并获得有限的电荷，在某些情况下，这使得它们易于相互作用，特别是与静电环境中产生的图像电荷相互作用。考虑到介电环境的现实三维模型，在这里我们表明这种相互作用会导致更简单理论模型预测的马约拉纳振荡的抑制，并导致与马约拉纳振荡相互作用的低能量子点态的形成。模式。这两个功能都观察到在最近的实验检测马约拉纳，因此可以帮助正确地描述它们。
2018-09-12 cond-mat.mes-hall
Majorana Bound States in Proximity Junctions of Superconducting Nanowires with Dresselhaus Spin-orbit Coupling
理论研究了面内塞曼势和邻近诱导s波对势作用下具有Dresselhaus [110]自旋轨道耦合的纳米线的输运性质。在拓扑非平凡阶段，纳米线在其边缘处承载马约拉纳费米子，并且马约拉纳束缚态的数目等于传播通道的数目（Nc）。当我们将正常金属连接到超导体上时，这种马约拉纳束缚态穿透到脏的正常段并在那里形成Nc共振传输通道。我们表明，手征对称性的电子状态保护马约拉纳束缚态在零能量，即使在杂质的存在下。结果表明，正常纳米线/超导纳米线结的零偏压电导量子化为2 e2 Nc/h，与随机电位无关.
2014-10-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Majorana Fermions in Ge/Si Hole Nanowires
我们考虑了在电场和磁场的存在下，Ge/Si核/壳纳米线与$s$波超导体的空穴态耦合。我们采用了一个微观模型，考虑到材料的具体细节的能带结构，如强大的和电可调的拉什巴型自旋轨道相互作用和$g$因子的各向异性的孔。此外，从微观模型出发，导出了邻近诱导超导哈密顿量。在拓扑阶段，纳米线主机马约拉纳费米子与本地化长度强烈依赖于磁场和电场。我们确定的最佳制度的方向和幅度的领域中，马约拉纳费米子是最本地化的纳米线的两端。在短纳米线中，马约拉纳费米子杂交并形成子隙费米子，其能量从零分裂并作为施加的场的函数振荡。这些振荡的周期可以用来测量自旋-轨道相互作用对外加电场和$g$因子各向异性的依赖性。
2014-11-18 cond-mat.mes-hall
Dimensionality and heat transport in Si-Ge superlattices
我们通过计算平面超晶格和镶嵌在Si中的Ge纳米线和纳米点阵列的热导率，研究了维度如何影响Si-Ge超晶格中的热输运。我们研究了超晶格与$\sim$ 10 nm的周期使用一个完全原子的Monte Carlo解的玻尔兹曼输运方程的弛豫时间近似。我们发现，当周期大于4 nm时，具有相同厚度的Si和Ge层的平面超晶格的室温横面电导率大于其纳米线和类似尺寸的点对应物（高达100%），而当周期小于4 nm时，趋势相反。
2019-03-23 cond-mat.mes-hall
Approaching a topological phase transition in Majorana nanowires
最近的实验已经产生了越来越多的证据马约拉纳零模式的超导体混合体。然而，伴随着这些模式的发病预期的拓扑相变的签名仍然难以捉摸。我们调查一个基本的问题，关于这个问题：良好形成的马约拉纳模式一定需要一个尖锐的相变在这些设置？假设合理的参数，我们认为，有限大小的影响可以显着平滑这个假定的过渡到一个交叉，即使在系统大到足以支持本地化的马约拉纳模式。我们建议克服这种有限尺寸的影响，通过隧道光谱检查低的激发态的行为。特别是，激发态能量表现出特征场和密度的依赖性，并与系统大小的缩放，暴露了接近的拓扑相变。我们建议几个实验提取预测的行为。作为一个有用的副产品，该协议还允许人们在其超导环境中直接测量导线的自旋轨道耦合。
2016-06-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Majorana Braiding Dynamics on Nanowires
超导体承载着长期寻求的被称为马约拉纳费米子的激发，最终可能被用作容错拓扑量子计算机的量子比特。拓扑量子计算机面临的一个关键挑战是如何实现作为Majorana费米子动力学过程的近简并量子态的量子操作。本文研究了超导纳米线上Majorana费米子的编织动力学。在有限尺寸系统中，非绝热动力学过程支配着操纵马约拉纳费米子量子比特的非阿贝尔编织。我们的模拟阐明了量子比特在实时编织过程中的行为，并阐明了超导纳米线有效的拓扑量子操作的最佳条件。
2014-05-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Signatures of the Majorana spin in electrical transport through a Majorana nanowire
在本文中，我们研究了自旋电子隧道耦合到一端的有限长Majorana纳米线，并进一步隧道耦合到量子点（QD）的另一端的输运性质。使用一个完整的计数统计方法，我们表明，Andreev反射可以发生在两个单独的通道，可以与两个自旋态的隧穿电子。在一个低能量模型的纳米线，这是由两个重叠的马约拉纳束缚态（MBS）本地化的线的两端，电导和噪声的分析公式显示其关键的依赖于两个MBS的自旋倾斜角差的情况下的量子点，如果自旋铅耦合到两个MBS。我们进一步研究了有限温度对两个MBS耦合观测的影响。在量子点的存在下，不同隧穿路径的干涉引起法诺共振，这些共振的对称性提供了关于与两个MBS耦合的决定性信息。我们对比低能量模型与紧束缚模型的Majorana纳米线和治疗库仑相互作用的量子点与自洽平均场方法。使用散射矩阵的方法，我们从而延长了在低能量模型，包括更高的激发态的纳米线中获得的运输结果。
2020-08-11 cond-mat.mes-hall
Comment on "Ballistic Majorana Nanowire Devices" by Gul et al. Nature Nanotechnology 2018
本工作利用Zenodo上的完整原始数据重新分析Gul等人的研究，证明其数据包含大量量子点与无序证据，表明作者关于实现弹道Majorana器件的结论不成立，并指出其论文图表存在数据选择、裁剪及未公开处理等问题。
2024-07-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Disorder effects on Majorana zero modes: Kitaev chain versus semiconductor nanowire
在过去的十年中，超导体-半导体纳米线中的Majorana零模得到了广泛的研究。无序仍然是一个严重的问题，阻碍了拓扑马约拉纳束缚态的确定性观察。因此，这是值得重新审视的简单模型，Kitaev链，并研究弱和强无序对Kitaev链的影响。通过比较Kitaev链中的无序与纳米线中的无序的作用，我们发现无序影响这两个系统，但在一个非普遍的方式。一般来说，无序对纳米线的影响比Kitaev链强得多，特别是对于弱到中等无序。对于强无序，由于普遍的安德森局域化，Kitaev链和纳米线都表现出随机的无特征行为。因此，只有消失和强无序制度是普遍的，分别表现出拓扑超导性和安德森局域化，但实验相关的中间无序制度是非普遍的与细节依赖于系统中的无序实现。
2021-06-02 cond-mat.mes-hall
Signature of Majorana Fermions in Charge Transport in Semiconductor Nanowires
我们研究了半导体纳米线在垂直磁场中的电荷输运，该纳米线与\textit{s}波超导体部分接触。我们发现，在一定的参数范围内，存在于纳米线超导截面与正常截面之间的界面处的Majorana费米子，可以在界面处引起电子的共振Andreev反射，从而在纳米线的电导中产生零能量峰.表征了不同实验参数下零能电导峰的宽度。虽然零能量峰在一维纳米线中提供了Majorana费米子的签名，但由于二维中存在其他边缘态，因此在具有相同实验设置的二维半导体薄膜中它消失了。提出的电荷输运实验为半导体纳米线中马约拉纳费米子的探测提供了一种简单可行的方法。
2012-01-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Flux-induced Majorana modes in full-shell nanowires
我们展示了一种新的方法，使用磁通量施加到一个完整的超导壳周围的半导体纳米线核心，统一的方法，基于邻近的纳米线和涡旋拓扑超导体的创建马约拉纳零模式。在破坏性的Little-Parks制度中，超导性的再入区域与壳中整数个相绕组相关联。在零磁通附近有一个硬感应隙，对应于零相绕组;在Φ 0 = h/2 e附近有一个带隙区，对应于2π相绕组。库仑峰间距在全壳岛周围的一个应用的通量呈指数下降偏离1 e周期与设备长度，与图片的马约拉纳模式位于线的两端。
2018-09-14 cond-mat.mes-hall
Coulomb-interaction-induced Majorana edge modes in nanowires
我们发现，马约拉纳边缘模式出现在一个强相关的相位的半导体纳米线与离散的旋转对称的截面。这些模式存在于没有自旋轨道耦合，磁场和超导性。它们的出现纯粹是由于三维库仑相互作用和轨道物理学的结合，这产生了一个费米子凝聚体，表现出拓扑基态简并在一个部门的频谱，这是缺口的连续模式。间隙可以在幅度上与马约拉纳边缘模式的其他固态候选系统中的拓扑超导能隙相当，并且可以类似地经由隧道光谱来探测。
2018-09-25 cond-mat.mes-hall
Quasiparticle gaps in multiprobe Majorana nanowires
我们从理论上研究了一个自旋-轨道耦合纳米线在外加塞曼场的存在下被超导体近似（“Majorana纳米线”），当塞曼自旋分裂足够大时，该纳米线的两端具有零能Majorana束缚态，系统进入拓扑相.在目前的工作中感兴趣的具体物理是有几个隧道探针连接到沿其长度的电线的效果。这样的隧道探针应该允许，作为一个原则问题，一个观察到的预测块体超导能隙关闭和打开与拓扑量子相变，以及Majorana绑定状态在线端显示为零偏置电导峰，这取决于探针用于隧道光谱测量。由于隧道探针可能具有侵入性，在纳米线中产生局部电位波动，我们发现物理情况相当复杂。特别是，根据探针处运行的隧道势垒的细节，马约拉纳纳米线可能会表现出额外的低能安德烈耶夫束缚态，这些束缚态将表现出它们自己的几乎零偏置峰，从而使多探针马约拉纳纳米线中隧道数据的解释变得复杂。我们使用两个互补的微观模型来模拟探针，发现隧道电导谱相当敏感地依赖于探针处的隧道势垒的细节。我们应用我们的一般分析，以模拟最近的多探针纳米线实验评论的准粒子间隙的性质可能控制的实验观察。
2018-12-21 cond-mat.mes-hall
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
Absence of Majorana oscillations in finite-length full-shell hybrid nanowires
本研究针对全壳层超导体-半导体复合纳米线，通过微观模型的数值模拟与解析近似，发现其参数空间内大范围不存在马约拉纳振荡，原因是振荡周期大于奇数Little-Parks瓣的磁通窗口，修正了相关探测策略的认知。
2024-09-12 cond-mat.mes-hall
Majorana nanowires, Kitaev chains, and spin models
出于这样一个事实，即理想化的Kitaev链玩具模型和实验超导体马约拉纳纳米线都可以主机马约拉纳零模式，我们从理论上研究的问题，在何种程度上这两个模型是等效的或相似的，使用相应的双自旋模型的角度为两者。我们从Kitaev链和横场XY自旋模型之间的对偶性出发，通过Jordan-Wigner变换建立Kitaev链和纳米线之间的联系。通过对纳米线的Jordan-Wigner变换，我们发现相应的玻色子自旋模型是一个广义的自旋团簇模型，包含3-自旋和4-自旋项，具有交错耦合.通过投影出裸半导体的上能带，我们得到了一个有效的低能量无自旋系统从自旋纳米线系统的拓扑制度深。最后，我们建立了Kitaev链和马约拉纳纳米线之间的连接，表明无自旋Kitaev链可以被看作是一阶近似的自旋马约拉纳纳米线深的拓扑制度。
2023-01-31 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Low-field Topological Threshold in Majorana Double Nanowires
在低磁场下，半导体纳米线系统中出现了硬邻近诱导的超导能隙。然而，在高磁场的拓扑制度，软间隙出现，并代表了一个根本的障碍，拓扑保护量子信息处理与马约拉纳束缚态。在这里，我们表明，在一个设置的双Rashba纳米线，耦合到一个s波超导体，并受到外部磁场沿导线，拓扑阈值可以显着降低由相消干涉的直接和交叉Andreev配对在这个设置中，精确地下降到磁场制度中，目前的实验技术允许一个硬超导能隙。我们还表明，由此产生的马约拉纳束缚态表现出足够短的本地化长度，这使得他们理想的候选人，为未来的编织实验。
2017-09-10 cond-mat.mes-hall
Role of dissipation in realistic Majorana nanowires
为了了解最新的高质量实验数据，我们对Majorana纳米线进行了逼真的模拟[H。Zhang等，arXiv：1603.04069（2016）]，并在此过程中，开发一个全面的图片，什么物理机制可能在现实的纳米线中运行，导致最小理论和实验观察之间的差异（例如，零偏置峰的弱化和加宽以及粒子-空穴对称性的破坏）。我们的重点是了解数据中特定的有趣特征，我们的目标是建立控制当前实验中最佳纳米线物理学的原则问题。我们确定耗散，有限温度，多子带效应，和有限的隧道势垒作为四个最重要的物理机制控制的零偏置电导峰。我们的理论结果，包括这些现实的影响，同意与最好的实验数据弹道纳米线。
2017-02-07 cond-mat.mes-hall
Hybrid superconductor-semiconductor nanowire junctions as useful platforms to study Majorana bound states
一维拓扑超导的最有前途的平台之一是基于具有强自旋轨道耦合（SOC）的半导体纳米线，其中s波超导性由邻近效应诱导，并且外部塞曼场驱动系统进入拓扑超导相，其中Majorana束缚态（MBS）在线的末端。在过去的几年里，这个想法导致了大量的重要实验中的混合超导体半导体系统，其中的主要签名是一个紧急的零偏置峰（ZBP）的微分电导塞曼场的增加。本论文的重点是研究的半导体纳米线与Rashba SOC的混合超导半导体结。我们强调的重要性，采用混合超导半导体纳米线结对明确检测MBSbeyond零偏置异常。
2017-03-22 cond-mat.mes-hall
