Majorana Fermions in Periodically Driven Semiconductor-Superconductor Heterostructure
我们提出了一种在周期性驱动的超导体-超导体异质结边缘产生马约拉纳费米子的新方法。本文用Floquet理论计算了周期驱动异质结的准能谱。当忽略不同准能布里渊区之间的相互作用时，当驱动振幅与驱动频率之比大于最小值时，在异质结构的每一边都可以产生一个马约拉纳费米子.此外，当考虑准能区最近布里渊区之间的相互作用时，我们用驱动频率的下限来限制上述产生马约拉纳费米子的条件。我们还讨论了在周期性驱动的异质结中产生马约拉纳费米子的实验方案。
2013-06-17 cond-mat.mes-hall
Tangent fermions: Dirac or Majorana fermions on a lattice without fermion doubling
该研究提出无费米子加倍的tangent晶格费米子，分析其拓扑Dirac锥，并展示Klein隧穿、强反局域化、异常量子霍尔效应和Majorana金属等应用。
2023-04-13 cond-mat.mes-hall
Robust Signatures of Majorana Fermions in a Semiconductor Quantum Ring
我们已经研究了可能存在的马约拉纳费米子的半导体量子环含有一些相互作用的电子，和一个强大的自旋轨道相互作用，接近耦合到一个s波超导体。我们已经发现，对于几百埃大小的环，对于一定的化学势值和整个磁场范围，都有强烈的迹象表明马约拉纳费米子的存在。特别地，具有偶数和奇数电子数的状态的基态能量和平均电子数几乎相同。我们还研究了环中Majorana费米子的波函数，并证明了Majorana费米子在角坐标系中是相互分离的。由于实验室中有几个相互作用的电子的半导体量子环，我们相信长期以来一直在寻找的马约拉纳费米子可能在这样的系统中被明确地观察到。
2015-09-22 cond-mat.mes-hall
Finite Thickness Effects on Metallization Vs. Chiral Majorana Fermions
Beijing Computational Science Research Center（北京计算科学研究中心）；Graduate School of China Academy of Engineering Physics（中国工程物理研究院研究生院）
研究揭示超导体厚度对金属化与手性马约拉纳费米子的竞争关系，通过三个不同 regime 显示厚度对识别手性马约拉纳费米子的关键作用。
2026-01-08 cond-mat.mes-hall
A Renormalization Group Study of Interacting Helical Liquid : Physics of Majorana Fermion
马约拉纳费米子的物理现象发生在多个激发谱带隙的一维量子多体系统的边缘和界面上。给出了强相互作用螺旋液体的重整化群方程。我们给出了Majorana-Ising拓扑量子相变和Berezinskiii-Kosterlitz拓扑无相变相变的结果。我们证明了无相互作用时的Majorana-Ising拓扑量子相变是一条精确可解线，而有相互作用时则没有精确可解线.研究了umklapp散射对重整化群流图的影响以及Majorana费米子模出现的条件。
2015-06-22 cond-mat.mes-hall
Absence of Aharonov-Bohm effect of chiral Majorana fermion edge states
超导混合系统中的马约拉纳费米子是电荷中性的零能态。为了检测这一独特的功能，我们提出了一种干涉仪的手性马约拉纳边缘通道，形成沿超导体和拓扑绝缘体之间的界面下的外部磁场。超导体是环形的，并且具有约瑟夫森结，其允许马约拉纳状态包围连续可调谐的磁通量。零偏压微分电子电导之间的马约拉纳状态和正常的铅被发现是独立的磁通在零温度下，体现了马约拉纳功能的电荷中性零能态。相比之下，石墨烯上的相同设置没有马约拉纳状态，并显示Aharonov-Bohm效应。
2014-04-14 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
Dynamical detection of Majorana fermions in current-biased nanowires
我们分析了电流偏置的Shapiro实验中的约瑟夫森结形成的两个一维纳米线具有马约拉纳费米子。理想情况下，预测这些结具有非常规的$4π$ -周期性约瑟夫森效应，因此仅在驱动频率的偶数倍处具有夏皮罗阶跃。另外，考虑到由于导线的有限长度而导致的马约拉纳费米子之间的重叠，使得约瑟夫森结对于任何直流实验都是常规的。我们发现，探测电流偏置设置中的电流-相位关系动态的马约拉纳费米子。我们发现，除了偶数夏皮罗步骤有额外的步骤在奇数和分数值。然而，不同的电压偏置的情况下，甚至步骤占主导地位的参数范围很广，即使在多个模式的情况下，从而给出了一个明确的实验签名的存在马约拉纳费米子。
2012-10-26 cond-mat.mes-hall
Helical Majorana fermions at the interface of Weyl semimetal and d-wave superconductor: Application to Iridates and high-Tc Cuprates
在自旋三重态超导体中，半量子涡旋核内存在马约拉纳束缚态。尽管付出了巨大的努力，它们还没有在任何自旋三重态超导体候选材料中被发现。在拓扑绝缘体的成功之后，人们又提出了另一条获得Majorana费米子的途径：s波超导体和具有强自旋轨道耦合的拓扑绝缘体或半金属的异质结构提供了一个有效的无自旋$p+ip$配对，它支持了单个涡旋中的Majorana束缚态。这一理论观测激发了实验和理论界寻找马约拉纳费米子，最近有报道称在一维线的末端存在一个局域马约拉纳态。本文研究了外尔半金属与d波超导体的二维界面，它促进了一对螺旋状的Majorana费米子沿界面边缘的传播。我们认为，铱氧化物层IrO $_2$归类为二维Weyl半金属在高温铜氧化物附近将是一个最好的例子，探索这些螺旋马约拉纳模式。
2017-08-31 cond-mat.mes-hall
Majorana fermion from Landau quantization in 2D topological superconductors
研究了在横向磁场B中二维拓扑超导体中Majorana费米子的产生。讨论了拓扑绝缘体/超导体异质结构和二维p波超导体。它表明，在这些系统中，一个单一的漩涡创建两个马约拉纳费米子，一个托管在涡核。第二马约拉纳状态的波函数是本地化的超导体体积沿半径为$r^* \propto B^{-1}$的圆中心的涡核。在许多涡旋的情况下，$r^*$对磁场B的灵敏度可用于控制马约拉纳费米子之间的耦合。后一种性质可能是量子计算的资产。
2016-09-26 cond-mat.mes-hall
Dynamics of edge Majorana fermions in $ν=\frac{5}2$ fractional quantum Hall effects
从对$ν=5/2$分数量子霍尔效应的复合费米子描述出发，研究了边缘中性Majorana费米子的动力学行为。我们证实，这些中性模式是手性的，并表明，传统的p-波配对之间的相互作用CF不有助于边缘中性费米子的动力学。我们发现一个重要的双线性耦合之间的充电和中性模式。我们表明，由于这种耦合，中性模式的色散是线性的，它们的速度成正比的波矢量的充电模式。这种边缘马约拉纳费米子运动的动力学起源是以前从未预料到的。
2007-10-25 cond-mat.mes-hall
Signatures of Majorana fermions in hybrid normal-superconducting rings
本文研究了库仑阻塞拓扑超导段中断的金属环中的持续电流。我们表明，在超导体中的马约拉纳束缚态的存在下，反映在持续电流，其符号是由超导体的费米子宇称的H/E谐波的出现。马约拉纳束缚态进一步使电流在零通量时是有限的，然而由此产生的持续电流的特殊对称性与自由能是相容的，即使在时间反演对称性破缺场中也是如此。持续电流的这些独特的功能是强大的，对无序，并提供明确的签名存在的马约拉纳费米子。
2013-06-26 cond-mat.mes-hall
Majorana fermions from Landau quantization in a superconductor--topological-insulator hybrid structure
我们表明，回旋运动和Andreev反射的相互作用所经历的无质量狄拉克类电荷载流子在拓扑绝缘体表面状态产生的马约拉纳粒子激发。基于Dirac-Andreev边缘态的一个近似函数描述，我们讨论了Majorana模的运动学性质，发现它们可以通过改变超导体的化学势和/或垂直磁场的大小来调谐.我们的建议开辟了新的可能性，研究马约拉纳费米子在一个可控的设置。
2012-10-15 cond-mat.mes-hall
Majorana fermions manifested as interface-states in semiconductor hybrid structures
出于最近的建议产生的马约拉纳费米子在半导体混合结构，我们研究这种激发可能的实验指纹。而以前的工作主要集中在零能量状态的涡核在这种情况下，我们证明了分析的另一种途径来检测半导体混合结构中的马约拉纳激发：界面结合态，可以直接通过电导光谱或STM测量探测。我们估计观测我们的预测所需的必要实验参数。
2010-04-21 cond-mat.mes-hall
Quantum Resistor-Capacitor Circuit with Majorana Fermion Modes in Chiral Topological Superconductor
研究了由量子点耦合到手性拓扑超导体中空间分离的Majorana费米子模构成的介观阻容电路。我们发现，由于马约拉纳费米子的性质，这是他们自己的反粒子和组成的粒子和空穴激发在相同的丰度大大增强的弛豫阻力。此外，如果仅涉及单个马约拉纳模式，则由于相消干涉，零频率弛豫电阻被完全抑制。因此，Majorana模在超导体上打开了一个奇异的耗散通道，由于其有限的超导能隙，通常被认为是无耗散的。
2014-07-25 cond-mat.mes-hall
Floquet Majorana fermions in driven hexagonal lattice systems
我们提出了Floquet手征拓扑超导系统托管Floquet马约拉纳费米子，其中包括六角晶格在超导体附近的闪亮的圆偏振光。特别是对于双层石墨烯系统，我们证明了存在三个拓扑相，这三个拓扑相由一定的参数决定，即诱导光的振幅和频率。通过对Chern数的解析计算和带状几何中的能谱分析，确定了手性Floquet Majorana边态的个数。此外，这一建议被推广到其他六方晶格系统，如单层石墨烯和硅烯。值得注意的是，实现手性Floquet Majorana边缘态的诱导光的参数范围在实验上是可行的，并且可以使用扫描隧道光谱基于微分电导来探测相应的Floquet Majorana费米子。
2014-07-18 cond-mat.mes-hall
Majorana fermions in pinned vortices
利用拓扑绝缘体表面上邻近诱导超导的特殊性质，我们提出了一种装置，该装置允许在钉扎Abrikosov涡旋的核心内产生Majorana费米子。相关的Bogolyubov-de Gennes方程解析研究。我们证明，在这个系统中的零能量马约拉纳费米子状态是由一个大的能隙，零温度超导能隙$Δ$的顺序，从一个带的单粒子非拓扑激发。换句话说，马约拉纳费米子对热涨落保持稳健，只要温度保持显著低于临界超导温度。实验上，Majorana状态可以通过测量Abrikosov涡旋中心的隧道微分电导来检测。在这样的实验中，马约拉纳态表现为零偏异常，它与非拓扑激发的贡献之间有一个$Δ$量级的间隙。
2011-08-18 cond-mat.mes-hall
Evidence of Majorana fermions in an Al - InAs nanowire topological superconductor
马约拉纳费米子是唯一被认为是自己的反粒子的费米子粒子。虽然马约拉纳型的基本粒子还没有被发现，但具有马约拉纳性质的准粒子，从固体中相互作用的电子中产生，被预测存在。在这里，我们提出了彻底的实验研究，支持数值模拟，一个系统组成的铝超导体在砷化铟纳米线附近，后者具有很强的自旋轨道耦合。一个诱导的一维拓扑超导体-在两端支持马约拉纳费米子-预计将形成。我们专注于一个独特的零偏置电导峰（ZBP）的特点，其分裂的能量，都出现只有一个小的磁场沿导线施加。ZBP被发现在很宽的系统参数范围内与费米能稳健地联系在一起。虽然没有提供一个明确的证明马约拉纳状态，所提出的数据和模拟强烈支持它的存在。
2012-07-28 cond-mat.mes-hall
Quantum Engineering of Majorana Fermions
手征超导体具有承载拓扑保护的马约拉纳零模的能力，马约拉纳零模已被提议作为拓扑量子计算的未来量子比特。最近推出的磁体-超导体混合（MSH）系统的磁性吸附原子沉积在传统的$s$波超导体的表面上代表了一个很有前途的候选人的创建，检测和操纵的Majorana模式通过扫描隧道显微镜技术。在这里，我们提出了四个例子，展示了工程师马约拉纳费米子在纳米级MSH系统的能力，通过使用原子操作技术来改变系统的形状或磁结构。这允许在一维和二维之间调整Majorana模式，识别系统的拓扑不变量-陈数-在真实空间中，沿着磁畴边界创建任意长度和形状的手性Majorana模式，以及使用磁skyrmions创建拓扑开关。这些马约拉纳费米子工程的例子可以用目前的实验技术来实现，并将为基于马约拉纳的量子设备的第一个原型提供新的途径。
2018-11-16 cond-mat.mes-hall
Chiral Majorana fermion modes regulated by a scanning tunneling microscope tip
马约拉纳费米子可以用只有两个相位（0和π）的实波函数来描述，这提供了可控的自由度。我们提出了一种策略来调节相位的手性马约拉纳状态耦合与扫描隧道显微镜的尖端在一个系统中组成的量子反常霍尔绝缘体与超导体耦合。随着化学势的变化，手征Majorana态可以在0和π之间交替调谐，相应地出现了完美的正隧穿和完美的交叉Andreev反射。完美的交叉Andreev反射，其中一个库珀对可以被分裂成两个电子进入不同的终端完全，导致泵浦电流和不同的量子化电阻。这些发现可能提供了一个马约拉纳费米子的签名，并铺平了一个可行的途径来调节马约拉纳状态的相位。
2018-04-02 cond-mat.mes-hall
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
Non-Abelian Evolution of a Majorana Train in a Single Josephson Junction
非阿贝尔任意子统计的证明通常需要对复杂设备进行动态控制，这在现实情况下具有挑战性。我们提出了一个{ \it单}约瑟夫森结来检测Majorana费米子的非阿贝尔统计效应，该费米子由两个有限尺寸的$s$波超导体在磁场下在拓扑绝缘体上形成。在一定的磁场强度下，一个由三个局域马约拉纳费米子组成的训练沿着结出现，而一个扩展的手征马约拉纳费米子则环绕着训练和超导体。交叉点上的直流电压偏置导致训练移动并与扩展的马约拉纳费米子碰撞。这涉及到四个马约拉纳费米子之间的融合伙伴的交换，导致非阿贝尔状态的演化。该演化产生具有可由电压调谐的任意整数$n\ge2$的$2nπ$分数AC约瑟夫森效应。
2019-08-29 cond-mat.mes-hall
Birefringent Majorana fermions
提出了双折射马约拉纳费米子的概念，即量子相互作用多体态的集体激发，激发的准粒子包括狄拉克费米子、双折射狄拉克费米子和马约拉纳费米子.低能量有效的模型被构建以理解运动方程和物理性质的基本数学结构。我们发现，在凝聚态物理中描述双折射Majorana费米子的两种不同“光速”的运动方程是真实相对论费米子的原Majorana方程的双折射版本。
2022-06-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Quantum simulation of Dirac fermion mode, Majorana fermion mode and Majorana-Weyl fermion mode in cavity QED lattice
量子模拟的目的是使用强调相同数学模型的可控实验室系统来模拟量子系统。腔QED晶格系统是模拟相对论量子效应规定系统。在腔QED格子中，我们量子模拟了Dirac费米子模、Majorana费米子模和Majorana-Weyl费米子模以及它们之间的交叉。我们还提出了不同模式激发的场算符之间的不同解析关系。
2014-09-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas quant-ph
Controlling non-Abelian statistics of Majorana fermions on Majorana dimer lattices
在适当的外部条件下，接近s波超导体的半导体纳米线可以处于拓扑超导（TS）相。这个阶段支持在导线两端的局部零能量马约拉纳费米子。然而，由于这种线的一维拓扑结构，Majorana费米子的非阿贝尔交换统计很难验证。在本文中，我们提出了一个计划，运输马约拉纳费米子之间的两端不同的线使用隧道，这是可控的栅极电压。这种隧道产生的马约拉纳费米子的跳跃可以用来交换马约拉纳费米子。由此获得的交换过程是由一个非阿贝尔编织运营商，是唯一确定的良好控制的微观隧道参数。
2011-09-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Tunable Floquet Majorana Fermions in Driven Coupled Quantum Dots
我们提出了一个系统的耦合量子点在接近超导体和单独的交流电位驱动，实现和检测Floquet马约拉纳费米子。我们表明，Floquet马约拉纳费米子的外观可以很好地控制在两个点的驱动频率，振幅和相位差的扩展参数空间。虽然这些马约拉纳费米子没有拓扑保护，高度可调的设置提供了一个现实的系统，用于观察与马约拉纳费米子相关的奇异物理以及它们的动力学生成和操纵。
2014-02-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Transconductance as a probe of nonlocality of Majorana fermions
在拓扑相位中，Kitaev链的每一端都有一个马约拉纳费米子。零偏压电导峰是两个马约拉纳费米子退耦时存在马约拉纳费米子的证据。这两个马约拉纳费米子在空间上是分离的，当两者耦合时，可以探测到这种非定域性。交叉Andreev反射是Majorana费米子非定域性的证据。马约拉纳费米子的非定域性已经被提议通过噪声测量来探测，因为简单的电导测量由于电子隧穿和交叉Andreev反射的电流几乎抵消而不能探测它。另一方面，Kitaev阶梯可以用来控制由于交叉Andreev反射和电子隧穿引起的相对电流。我们建议采用Kitaev阶梯与Kitaev链串联，并表明在这种设置中的π可以作为一个探针的非局域性的Majorana费米子通过增强交叉Andreev反射电子隧穿。
2019-09-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Majorana Fermion Rides on a Magnetic Domain Wall
我们提出在沉积在$s$波超导体上的两个铁磁条夹在中间的自旋轨道耦合纳米线中，使用移动磁畴壁作为零能量马约拉纳费米子的宿主。通过热手段控制畴壁的能力允许非侵入性地编织马约拉纳费米子，它服从非阿贝尔统计。在强自旋轨道区，得到了畴壁内Majorana费米子的解析解。
2015-02-07 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
Quantum Error Correction for Complex and Majorana Fermion Qubits
我们引入纠错码，可以纠正费米子宇称违反（准粒子中毒）和宇称守恒错误的复杂费米子和马约拉纳费米子系统。在建立了费米子码的性质之后，我们介绍了一种由弱自对偶经典二元纠错码构造费米子码的一般方法。我们使用这种方法来构造（i）最短的费米子码，以纠正准粒子中毒错误，（ii）几何不变的费米子码和（iii）其他代码，纠正更高的重量错误。最后，我们讨论了一个可能的物理实现这样的代码在介观超导体托管马约拉纳零模式。
2017-03-01 cond-mat.mes-hall quant-ph
Quantum Computing with Majorana Fermion Codes
利用Majorana表面码和Majorana色码建立了基于Majorana容错量子计算的统一框架。所有逻辑Clifford门都是零时间开销实现的。这是通过引入一个协议，泡利产品测量与四子和六子，只需要本地4-马约拉纳奇偶校验测量。在容错设置中使用类似的协议，其中四子和六子被马约拉纳表面码补丁取代，并且奇偶校验测量被晶格手术取代，仍然只需要本地少数马约拉纳奇偶校验测量。为此，我们讨论了扭曲缺陷的马约拉纳费米子表面码和适应技术的扭曲为基础的晶格手术费米子码。此外，我们提出了一个新的家庭的代码，我们称之为马约拉纳色码，这是通过连接马约拉纳表面码与小马约拉纳费米子码。马约拉纳表面和颜色代码可以用来减少空间开销和稳定器的重量相比，他们的玻色子。
2018-05-02 cond-mat.mes-hall quant-ph
Majorana Fermions and Representations of the Braid Group
本文研究了与Majorana费米子相关的酉辫群表示。马约拉纳费米子由马约拉纳算子表示，马约拉纳算子是克利福德代数的元素。本文回顾并证明了Clifford代数的辫群表示的一个一般性结果，并与Majorana算子的Ivanov辫群表示进行了比较.本文推广的意见考夫曼和Lomonaco和莫林戈表明，某些字符串的马约拉纳运营商引起extrasspecial 2群和编织表示的伊万诺夫型。
2017-10-16 cond-mat.mes-hall math.GT
Chain of Majorana States from Superconducting Dirac Fermions at a Magnetic Domain Wall
我们从理论上研究了具有面内磁化的铁磁体附近的二维狄拉克费米子的强II型s波超导态。结果表明，一个磁畴壁可以主机的超导序参量，其中每一个绑定的马约拉纳费米子状态等间距的涡旋链。相邻Majorana态的重叠积分对狄拉克费米子化学势的位置很敏感。这导致了马约拉纳费米子的热导率对化学势的特征V形依赖。
2010-11-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Majorana fermions in vortex lattices
我们考虑马约拉纳费米子隧道之间的一个阵列的涡旋在一个二维手征p波超导体或等效材料。马约拉纳费米子隧道之间的一对涡旋的振幅被发现必然依赖于背景超导相位分布，它被发现是成比例的正弦的两个涡旋的相位之间的差异的一半。利用这一结果，我们研究紧束缚模型的马约拉纳费米子在三角形或正方形格子排列的漩涡。在这两种情况下，我们发现，上述的相位隧道关系导致创建超晶格的马约拉纳费米子形成宏观退化局域化的平带在零能量，除了其他色散带。这一发现表明，这些涡旋阵列中的隧穿过程不会改变有限部分马约拉纳费米子的能量，与先前的预期相反。平坦的马约拉纳能带的存在，以及因此在这些涡旋阵列中的退相干低于预期，预示着大量马约拉纳态的拓扑量子计算的前景。
2013-11-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Electromagnetic response of spinful Majorana fermions
该研究针对拓扑超导体中有自旋马约拉纳费米子的电磁响应展开，构建了通用理论阐明配对对称性的编码方式，并预测了铁基超导体角态马约拉纳费米子的子晶格依赖偶极型磁响应。
2024-07-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Non-Abelian Majorana fermions in topological $s$-wave Fermi superfluids
通过解析求解Bogoliubov-De Gennes方程，得到了存在自旋轨道耦合和塞曼自旋分裂的二维$s$波费米超流体涡旋中满足Majorana性质的费米零模.当超流在拓扑上是非平凡的时，马约拉纳零模变得可归一化并指数地定位到涡核附近。我们计算了Majorana杂化引起的能量分裂，并确定了$s$波Majorana涡旋服从非阿贝尔统计。
2019-03-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas
Universal spin-triplet superconducting correlations of Majorana fermions
我们建立了拓扑超导体边界上的Majorana费米子只具有自旋-三重态超导关联，而与体超导能隙是自旋单重态还是三重态无关.这对于边界上有奇数对马约拉纳费米子的时间反演破缺拓扑超导体是普遍的。因此，由马约拉纳费米子引起的共振Andreev反射只发生在自旋三重态通道中，并且总是将自旋三重态库珀对注入到引线中。这种自旋三重态凝聚导致自旋轨道耦合（SOC）控制的振荡临界电流，而在TSC/SOC-半导体/TSC约瑟夫森结中没有$0$ - $π$跃迁。这种独特的电流-相位关系的观测可以作为马约拉纳费米子的决定性信号。我们的研究显示了一种基于自旋三重态超导关联操纵马约拉纳费米子的技术。
2015-07-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Scattering theory of chiral Majorana fermion interferometry
利用散射理论，我们研究了手征马约拉纳费米子模耦合到普通金属引线上构成的干涉仪。我们提出了一种方法，其中也在正常的铅的基态写在马约拉纳模式。因此，每一对电子-空穴态都与一对马约拉纳模相关联。只有一个领导马约拉纳模式耦合到固有马约拉纳模式，而它的合作伙伴是完全反映。类似地，剩余的马约拉纳模式被完全反映，但通常成对混合。我们证明，充电电流也可以表示在马约拉纳模式对之间的干扰。这两个基本的事实允许治疗和理解的手征马约拉纳费米子干涉术的电流和噪声的签名在一个特别优雅的方式。作为应用的特定示例，在其中手性马约拉纳模式形成环路的法布里-珀罗型干涉仪中，来自这样的环路的共振（反共振）总是导致峰值（抑制的）安德烈耶夫微分电导和纯粹源自两个马约拉纳费米子交换的负（正）互相关。这些调查是密切相关的电流和噪声签名的马约拉纳束缚态。
2012-02-05 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
On the Majorana fermion subject to a linear confinement
本文分析了$\left(1+1\right)$维中Majorana费米子的线性禁闭。我们表明，狄拉克方程可以解析求解。此外，我们还指出，能量谱是离散的，但能级不是等间距的。
2017-08-18 cond-mat.mes-hall quant-ph
The Simulation of Non-Abelian Statistics of Majorana Fermions in Ising Chain with Z2 Symmetry
本文数值研究了Majorana链末端零能Majorana费米子的非阿贝尔统计，并将其映射到具有特殊对称性的自旋模型上，展示了它在量子计算中的应用.特别地，利用具有Z ~ 2对称性的横场伊辛模型，验证了Majorana费米子的非平凡非阿贝尔统计.数值证据和比较在马约拉纳表示和自旋表示。因此，对称性保护自旋链的简并基态为拓扑量子计算提供了一个很有前途的平台。
2016-03-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.other
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
Selective Equal-Spin Andreev Reflections Induced by Majorana Fermions
在这项工作中，我们发现，马约拉纳费米子诱导选择性的等自旋Andreev反射（SESAR），其中传入的电子与一定的自旋极化的铅被反射为具有相同的自旋反向传播的空穴。这个Andreev反射通道的电子的自旋极化方向由Majorana费米子选择。此外，具有相反自旋极化的电子总是被反射为具有不变自旋的电子。因此，引线中的电荷电流是自旋极化的。因此，支持马约拉纳费米子的拓扑超导体可以用作在顺磁引线中产生完全自旋极化电流的新型装置。我们指出，SESAR也可以用来检测拓扑超导体中的马约拉纳费米子。
2014-12-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Majorana fermions in Kitaev chains side-coupled to normal metals
本文研究侧向耦合到正常金属的Kitaev链中Majorana费米子的产生条件，发现拓扑平庸相下仍可出现Majorana费米子，并系统分析了参数空间和磁通量对零对、一对或两对Majorana费米子出现的影响。
2024-06-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Pfaffian formula for fermion parity fluctuations in a superconductor and application to Majorana fusion detection
基塔耶夫的普费米子公式将封闭系统的基态费米子宇称等同于马约拉纳基中哈密顿量的普费米子符号。利用Klich的成对费米子的全计数统计理论，我们推广了Pfidian公式来解释开放子系统中费米子宇称的量子涨落。随机矩阵理论框架中的统计描述被用来回答这个问题时，消失的费米子宇称在超导体聚变实验成为一个独特的签名孤立的马约拉纳零模式。
2019-04-03 cond-mat.mes-hall quant-ph
Probing Majorana fermions in the tunneling spectra of a resonant level
Majorana物理的无标度识别是一个突出的问题，其解决方案可以使拓扑量子计算成为可能。我们开发了一种数值方法来处理有限尺寸超导链支持马约拉纳费米子，这是基于迭代应用的两个网站Bogoliubov变换。我们证明了该方法的适用性，通过研究一个附加到超导体的谐振水平受到外部扰动。在拓扑阶段，我们表明，一个单一的共振能级的光谱允许区分峰来自马约拉纳物理从近藤共振。
2013-07-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Robustness of Majorana Fermion induced Fractional Josephson Effect
已有的工作表明，超导量子线中两个Majorana端态之间的耦合导致分数约瑟夫森效应。然而，在现实的实验条件下，多个频带的线被占用和马约拉纳端态伴随着其他费米端态。这就提出了分数约瑟夫森效应在这些情况下的鲁棒性的问题。在这项工作中，我们表明，没有避免的能量交叉引起的分数约瑟夫森效应是强大的，即使当马约拉纳费米子与任意强度耦合到其他费米子。此外，我们计算了分数约瑟夫森电流的温度依赖性，并表明它被抑制的热激发到其他费米子束缚态。
2011-03-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Majorana Fermion Induced Resonant Andreev Reflection
我们描述了实验签名的马约拉纳费米子边缘状态，形成在超导体和表面的拓扑绝缘体之间的界面。如果铅通过电子隧穿耦合到马约拉纳费米子，马约拉纳费米子会从铅到接地的超导体产生\textit{resonant} Andreev反射。如果超导体中存在偶数（奇数）个涡旋，则线性隧穿电导为$0 $（$2 e^2/h$）。类似的共振发生隧道进入零模式的涡核。我们还研究了双引线器件的电流和噪声。
2009-07-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Floquet Majorana Fermions in superconducting quantum dots
我们考虑不同配置的交流驱动的量子点耦合到超导体导致马约拉纳费米子可以存在集体准粒子。我们的主要目标是通过周期性地驱动外部门来调节这些零能量准粒子的存在性、局域性和性质。特别是，我们分析了系统的相关性和驱动对称性。我们预测存在不同的甜蜜点与Floquet马约拉纳费米子的配置，他们不存在于非驱动系统。
2015-08-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Fermion-parity switches of the ground state of Majorana billiards
马约拉纳台球是一个大小不一、形状任意的超导岛，承载着马约拉纳束缚态。研究了马约拉纳台球基态的费米子宇称开关。特别地，我们研究了这些费米子宇称开关的密度和统计作为施加磁场和化学势的函数。我们推导出公式，说明如何费米子宇称开关的平均密度取决于几何形状的台球。此外，我们展示了如何围绕这个平均值的振荡是由经典的周期轨道的台球。最后，我们发现，这些费米子奇偶开关的间距的统计是普遍的，并描述了一个随机矩阵系综，其中的选择取决于在其正常状态下的系统的反对酉对称性。因此，我们证明，“一个可以听到（信息）的形状马约拉纳台球”通过调查其“费米子宇称开关谱”。
2019-12-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Probing the existence and dynamics of Majorana fermion via transport through a quantum dot
我们考虑一个实验上可行的装置来证明马约拉纳费米子的存在和相干动力学。传输设置由一个量子点和隧道耦合半导体纳米线，预计在某些条件下产生马约拉纳激发。对于有限偏压下的输运，我们发现，源极和漏极电流的减法可以暴露马约拉纳费米子的本质特征，包括通过栅电压调制点能级的零能量性质。此外，纳米线和量子点之间的马约拉纳费米子的相干振荡动力学通过频谱下降以及显著的零频率噪声增强效应反映在散粒噪声中。重要的参数，例如马约拉纳的相互作用和它的耦合到量子点，可以提取出在实验中使用导出的分析结果。
2012-05-06 cond-mat.mes-hall quant-ph
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
Generating non-Clifford gate operations through exact mapping between Majorana fermions and $\mathbb{Z}_4$ parafermions
该研究建立马约拉纳费米子与$\text{Z}_4$ 仲费米子的精确映射，发现二者交叉编织可产生非Clifford门，为仅用单一准粒子体系实现拓扑保护的通用量子计算提供新路径，并提出宇称测量实现编织的方案。
2025-09-04 cond-mat.mes-hall quant-ph
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
