Inducing time reversal invariant topological superconductivity and fermion parity pumping in quantum wires
我们提出了一种在量子线中实现时间反演不变拓扑超导体的方法，这种方法与传统的超导体相邻耦合。我们考虑了一个具有强自旋轨道耦合和邻近耦合的量子线模型。当两个超导体之间的相对相位为$ϕ=π$时，在导线的每一个边缘都出现一对Kramers的马约拉纳零模。我们研究了时反不变性扰动和时反突变扰动下相位的鲁棒性。此外，我们表明，该系统形成了一个自然实现的费米子宇称泵，切换本地费米子宇称的两个边缘时，超导体之间的相对相位被改变由$2π$。
2013-09-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
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
Real-space construction of crystalline topological superconductors and insulators in 2D interacting fermionic systems
本文通过实空间构造系统分类二维相互作用费米子系统的晶体拓扑超导体和绝缘体，发现仅存在于相互作用费米子系统的晶体拓扑超导体，并验证了晶体等价原理。
2023-06-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el math-ph
Fermion Fractionalization to Majorana Fermions in Dimerized Kitaev Superconductor
本文从理论上研究了具有时间反演、粒子-空穴和手征对称性的一维二聚Kitaev超导体模型。粒子-空穴对称性有两个来源，即，亚晶格对称性和超导性。相应地，我们定义了两种类型的拓扑数相对于正常和马约拉纳费米子的手征指数，这提供了一个理想的实验室，以检查两个不同的物理在同一对称类之间的干扰。从这个角度揭示了该模型的相图、零能束缚态和正常金属/超导体结处的电导。特别地，在该模型中，在二聚化的孤子处实现了电子向Majorana费米子的分馏，显示了局域态密度的分裂。
2014-07-10 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
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
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
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
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
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
Superconductor/normal-metal/superconductor junction of topological superconductors revisited: Fractional Josephson current, fermion parity, and oscillating wavefunctions
分数约瑟夫森效应已知是具有马约拉纳零模（Majorana zero mode，MZM）的拓扑约瑟夫森结的特征现象，其中约瑟夫森电流在两个拓扑超导体之间的相位差中具有$4π$（而不是$2π$）周期性。我们介绍了一个一维模型的拓扑超导体/正常金属/超导体（SNS）结的正常金属（N）区域的有限长度，这是短结和长结限制之间的中间制度。在SN界面弱隧穿的假设下，研究了共振和有限尺寸效应对分数约瑟夫森效应的影响，这是由于N区存在多个离散的能级，其中波函数具有振荡节结结构.通过对通过结的传输振幅的符号变化和两个MZM的费米子宇称的仔细分析，我们发现分数约瑟夫森电流正比于包含两个填充正常能级和两个MZM的总费米子数的宇称。此外，我们阐明了约瑟夫森电流的急剧增强，由于在N区和MZM之间的分立能级的共振。
2021-11-30 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
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
Topological Nodal-Line Fermions in the Non-Centrosymmetric Superconductor Compound PbTaSe2
我们报告的一个拓扑节线半金属态PbTaSe 2的识别。
2015-05-12 cond-mat.mes-hall
Search for Majorana fermions in superconductors
这是一个学术讨论会式的介绍，介绍了超导体中的中隙激发，称为马约拉纳费米子。这些难以捉摸的粒子，相当于它们自己的反粒子，在自然界中可能存在也可能不存在，作为基本的积木，但在凝聚态物质中，它们可以由电子和空穴激发构造而成。我们需要的是一个超导体来隐藏电荷差异，以及一个拓扑（Berry）相位来消除零点运动的能量差异。一对相距甚远的马约拉纳费米子，束缚在磁性或静电缺陷上，具有非阿贝尔交换统计。在这个马约拉纳对中编码的量子比特预计将具有异常长的相干时间。我们讨论的策略，以检测拓扑超导体中的马约拉纳费米子，以及可能的应用在量子计算机。的实验搜索的状态进行了审查。内容：一.它们是什么？（它们在粒子物理学中的起源;它们在超导体中的出现;它们在量子计算中的潜力）如何制作它们（肖克利机制;手征p波超导体;拓扑绝缘体;半导体异质结构）如何检测它们（半整数电导量子化;非局域隧穿; 4π周期约瑟夫森效应;热金属-绝缘体转变）IV.如何使用它们（拓扑量子比特;读出;编织）五、实验进展展望[预定于《凝聚态物理年度评论》第4卷]
2012-04-12 cond-mat.mes-hall
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
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
Interacting fermionic topological insulators/superconductors in three dimensions
对称保护拓扑（SPT）相是拓扑绝缘体概念在相互作用系统中的最小推广。在本文中，我们描述的分类和性质的三维（3D）的电子系统具有一些不同的对称性，这样的相位。对于代表所有类的对称性，在著名的10重方式的自由费米子拓扑绝缘体/超导体，我们确定的稳定性相互作用。通过结合玻色子SPT相的结果，我们得到了这些对称性的电子三维SPT相的分类。在正规U（1）子群的情况下，我们证明了这种分类是完全的。我们描述了这些状态的非平凡的表面和体积属性。特别是，我们讨论了有趣的相关表面状态，没有捕获在一个自由费米子描述。我们表明，在许多情况下，但不是所有的情况下，表面可以缺口，同时保持对称性，如果它发展内在的拓扑秩序。
2015-05-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Critical behavior around the fixed points driven by fermion-fermion interactions and disorders in the nodal-line superconductors
该研究利用重整化群方法探究非中心对称节线超导体中费米子相互作用与无序的耦合效应，发现8类不动点及对应低能行为，还揭示第五不动点附近的非费米液体行为与超导相变。
2024-07-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Majorana fermions in s-wave noncentrosymmetric superconductor with Rashba and Dresselhaus (110) spin-orbit couplings
非对称自旋轨道（SO）相互作用是实现非中心对称超导体（NCS）拓扑相的关键，本文采用数值和解析方法研究了具有Rashba和Dresselhaus（110）SO耦合的s波NCS的边缘态和涡旋核态.特别是，我们证明了存在一个新的半金属相的特征在于平坦的Andreev束缚态的s波Dresselhaus NCS的相图，支持出现的马约拉纳费米子（MF）。平坦色散意味着态密度的峰值，其在隧穿电导测量中具有明确的实验特征，并且这里提出的MF应该是实验可检测的。
2013-01-26 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
Effects of disorder on the transmission of nodal fermions through a d-wave superconductor
已知脏d波超导体的体微波电导率敏感地取决于无序势的范围：长程散射增强电导率，而短程散射没有影响。在这里，我们表明，正常金属d波超导体正常金属结的三端电导具有双重行为：短程散射抑制电导，而长程散射没有影响。
2011-03-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Pseudodiffusive transmission of nodal Dirac fermions through a clean d-wave superconductor
我们计算了电子和空穴在两个正常金属电极（N）之间的传输，两个正常金属电极（N）之间的距离为L，由一个无杂质的超导体（S）与d波对称的序参量。节点线消失的激发间隙形式的弹道传导通道耦合电子空穴激发，描述了一个各向异性的二维狄拉克方程。我们发现，传输的电流和热流，在零能量，都有pseudodiffusive 1/L标度特性的无质量狄拉克费米子-无论隧道势垒的存在下，在NS接口。在电流的情况下，隧道势垒减小了1/L缩放的斜率，同时使热电流不受影响。
2009-09-29 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
Majorana fermions in chains of magnetic atoms on a superconductor
我们提出了一个易于建立，易于检测的方案，实现马约拉纳费米子在超导体表面上的磁性原子链的末端。模型计算表明，这种链可以很容易地在平凡和拓扑基态之间进行调节。在后者中，空间分辨光谱可以用来探测马约拉纳费米子的最终状态。退耦的马约拉纳束缚态甚至可以在仅由数十个原子组成的短磁链中形成。我们建议扫描隧道显微镜作为理想的技术来制造这样的系统和探测它们的拓扑性质。
2013-07-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Observation of Majorana Fermions in Ferromagnetic Atomic Chains on a Superconductor
马约拉纳费米子被预测定位在拓扑超导体的边缘，当铁磁系统被放置在具有强自旋轨道相互作用的传统超导体附近时，可以形成这种物质状态。以实现一维拓扑超导体为目标，我们在超导铅（Pb）表面制备了铁磁铁（Fe）原子链。使用高分辨率的光谱成像技术，我们表明，超导电性，间隙的电子态密度在大部分的Fe链的发病，是伴随着零能量端态的外观。这种空间分辨的特征提供了强有力的证据，并得到了其他观测结果的证实，证明了我们的原子链中存在拓扑相和边缘束缚的马约拉纳费米子。
2014-10-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Transport signatures of Floquet Majorana fermions in driven topological superconductors
Floquet Majorana费米子是周期性驱动超导体中电子和空穴相等叠加的稳态。我们研究的Floquet Majorana费米子在运输测量的实验签名，并显示，无论是分析和数值，他们的存在是由一个量化的电导总和规则的离散值的铅偏置不同的多个吸收或发射能量在驱动频率的信号。我们还研究了静态无序的影响，发现量子化求和规则对弱无序是鲁棒的。因此，我们提供了一个独特的方式来识别Floquet马约拉纳费米子的拓扑签名。
2013-09-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas cond-mat.supr-con
Realization of low-energy Dirac fermions in (Ir$_{1-x}$Pt$_x$)Te$_2$ superconductors
超导态和拓扑态是物质的两种不同的量子态。具有拓扑非平凡电子态的超导体为研究它们之间的相互作用提供了一个平台。最近的研究表明，PdTe 2超导体是一种拓扑狄拉克半金属，具有II型狄拉克费米子。然而，PdTe 2中的狄拉克费米子对超导对没有贡献，因为狄拉克点远低于费米能级（EF）。在这里，我们证明了在同构化合物（Ir 1-xPtx）Te 2中，通过在x ~ 0.1处进行元素替换，可以将第二类狄拉克点调整到EF，从而在2K附近出现体超导电性。Dirac点位于EF处的（Ir 1-xPtx）Te 2超导体为研究Dirac半金属中的拓扑超导等相关奇异物理现象铺平了道路。
2017-12-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Proposal for Manipulation of Majorana Fermions in Nano-Patterned Semiconductor-Superconductor Heterostructure
我们研究了一个异质结构系统，自旋轨道耦合半导体夹在一个s波超导体和铁磁绝缘体，它支持Majorana费米子（MFs）的超导涡核。我们提出了一个传输和编织的MF，这只需要在一个系统中的纳米图案的点状栅极电压的应用程序的计划。通过数值求解含时的Bogoliubov-de Gennes方程，我们监测了MF波函数的时间演化，并证明了具有非阿贝尔统计的MF的编织可以在几纳秒内通过绝热开关实现。
2013-02-16 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
Scalable Gate-Defined Majorana Fermions in 2D p-Wave Superconductors
我们提供了一个概念框架，开发一个可扩展的拓扑量子计算机。它依赖于在二维p波超导体中使用圆形电子门形成马约拉纳费米子。门允许精确控制马约拉纳费米子的数量，位置和动力学。使用这样的门阵列，可以实现拓扑量子计算的全部功能，包括时空中马约拉纳的编织和融合。这些门有两个用途：它们调节局部的化学势，将拓扑超导体转变为正常导体，它们被用来在时空中移动马约拉纳。在垂直磁场的情况下，正常区域局部化磁通量的量子。在这些条件下，正常区域和超导区域之间的边界支持一个单一的零能量马约拉纳束缚态。定域零模与其他状态充分分离，并且可以通过顺序地向相邻栅极施加电压来拖动以实现量子计算。我们简要地描述了制造过程中构建的设备，并确定实验确定的参数的关键属性。拓扑保护的数字特性为不可避免的制造不均匀性提供了固有的免疫力。
2020-11-17 cond-mat.mes-hall
Antiferromagnetic Topological Superconductor and Electrically Controllable Majorana Fermions
我们研究了拓扑超导体在一个具有四种质量产生项的一般抵消蜂窝系统中的实现，其中超导体带隙是通过将蜂窝系统连接到$s$波超导体上来引入的。构造拓扑相图，我们表明，Majorana模式形成的相边界。特别地，我们分析了在垂直电场$E_{z}$存在下具有反铁磁有序的蜂窝系统。它对于$|E_{z}|>E_{z}^{\text{cr}}$是拓扑的，对于$|E_{z}|<E_{z}^{\text{cr}}$是平凡的，其中$E_{z}^{\text{cr}}$是某个临界场。通过控制外加电场，可以在平凡超导体中产生拓扑点。在相边界处出现一个Majorana零能束缚态。我们可以通过移动外加电场的光斑来任意控制马约拉纳费米子的位置，这将通过扫描隧道显微镜探针来实现。
2014-11-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
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
Ratchet potential and rectification effect in Majorana fermion SQUID
受最近在自旋-轨道耦合纳米线和超导体的异质结构中实现马约拉纳费米子（MF）的实验进展的启发（V. Mourik等人，Science.1222360），我们研究了由包含MF的新型超导体-纳米线-超导体约瑟夫森结和常规超导体-绝缘体-超导体结形成的SQUID。结果表明，在两个电流方向上，SQUID的临界电流是不同的。由于非对称Josepshon电流形成了超导相动力学的棘轮势，所以当SQUID由交流电流驱动时，预期会有整流效应。这些新的属性，预计将是有用的探测难以捉摸的MF以及他们的动力学。
2012-04-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Vortex states and Majorana fermions in spin-orbit coupled semiconductor-superconductor hybrid structures
我们研究了具有Rashba自旋轨道相互作用的二维半导体中涡旋核的能谱，该涡旋核与常规超导体和铁磁绝缘体邻近耦合。我们使用微观紧束缚Bogoliubov-de Gennes方法在晶格上进行自洽计算，并证实了Majorana费米子在非平凡拓扑相中的存在。我们还发现了两个不同的拓扑平凡体超导相，不同的只是它们支持的涡核结构的类型和零能量激发分开。此外，我们还发现了能谱中关于塞曼分裂和涡旋旋转方向的不对称性，并解释了其物理根源。
2013-07-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Correlated spin currents generated by resonant crossed Andreev reflections in topological superconductors
拓扑超导体支持马约拉纳费米子激发，由于其新颖的输运性质及其在容错量子计算中的潜在应用，一直是深入研究的主题。在这里，我们提出了一种新型的拓扑超导体，它可以用作一种新的相关自旋电流源。我们表明，诱导超导AIII类拓扑绝缘体线，尊重手征对称性和支持保护的费米子端态，将导致拓扑超导体。这种拓扑超导体支持两个拓扑相，分别具有一个或两个马约拉纳费米子端态。在含有两个马约拉纳费米子的相态中，由于马约拉纳诱导的共振交叉Andreev反射，超导体可以在两个空间分离的引线中有效地将库珀对分裂成电子。在引线中产生的电流是相关的和自旋极化的。重要的是，所提出的拓扑超导体可以使用接近超导体的量子反常霍尔绝缘体来实现。
2014-02-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Shot noise distinguishes Majorana fermions from vortices injected in the edge mode of a chiral p-wave superconductor
拓扑超导体的手征边缘模式支持两种类型的激发：费米子准粒子称为马约拉纳费米子和$π$相域壁称为边缘涡旋。边缘涡旋通过施加到约瑟夫森结的磁通偏置或电压偏置成对地注入到反向传播的边缘模式中。不成对的边缘模式平均携带零电流，但存在依赖于时间的电流波动。我们计算了由一系列边缘涡流产生的散粒噪声功率，发现它随它们的间距而增加-即使间距比核心尺寸大得多，因此涡流不重叠。这种非定域性产生异常的V log V增加的散粒噪声在电压偏置的几何形状，这是一个显着的特点相比，在V的线性马约拉纳费米子散粒噪声。
2020-09-29 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 Fermions in spin up and down electronic complexes in spin-orbit coupled array of semiconductor quantum dots in proximity to $s$-type superconductor and in magnetic field
University of Ottawa（渥太华大学）；Memorial University of Newfoundland and Labrador（纽芬兰与拉布拉多纪念大学）
研究通过自旋轨道耦合量子点阵列中接近s型超导体和磁场的系统，分析了Majorana费米子的局域化和稳定性。
2026-01-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Majorana fermions from Shiba states in an antiferromagnetic chain on top of a superconductor
我们提出了一种新的拓扑超导性机制的基础上的反铁磁有序链的磁性原子的表面上的常规超导体。在弱塞曼场中，衬底中的超导电流产生交错的自旋电流，将预先存在的拓扑未保护的Shiba态转换为Majorana费米子（MF）。这两个实验旋钮可以微调，为应用程序提供具有增强功能的平台。值得注意的是，电子自旋极化的出现边缘MF波函数完全取决于奇偶性的磁矩的数量，这可以作为一个独特的签名的MF。我们介绍了极小模型中的基本概念，并通过基于Shiba状态的微观分析与实验联系起来。
2014-09-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Fidelity in topological superconductors with end Majorana fermions
引入保真度和保真度磁化率来研究具有末端马约拉纳费米子的拓扑超导体。通过求解Bogoliubov-de Gennes方程，建立了计算保真度和保真度磁化率的一般形式。结果表明，对于均匀Kitaev线，保真度磁化率在拓扑量子相变点处有一个峰值，可以作为拓扑量子相变的有效指示，而拓扑量子相变是Majorana费米子出现的信号.在这种形式主义的影响的障碍进行了调查。我们考虑了三个无序系统，并观察到保真度磁化率峰。通过对磁化率峰的分析，我们发现局域势无序和跳跃无序都能使相变点移动，而非对角无序对相变点的移动没有明显的影响。我们的结果证实了拓扑量子相变的存在对这些无序是稳健的，而相变的行为可能会受到无序的影响。
2013-02-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Chiral to helical Majorana fermion transition in a $p$-wave superconductor
手征模和螺旋模是二维拓扑超导体的两种典型的无带隙激发。它们属于两个不同的Altland-Zirnbauer对称类的超导体，其特征分别为$\mathbb{Z}$和$\mathbb{Z}_2$拓扑不变量。似乎不可能调谐一对共同传播的手征边缘模式反向传播而不破坏对称性。在这里，我们表明，这种直接的拓扑转换实际上是可能的，提供了系统具有额外的对称$\mathcal{O}$的体积拓扑不变量的$\mathbb{Z}\oplus \mathbb{Z}$类型的变化。本文提出了一个简单的模型来描述陈氏绝缘体和$p_x$波超导体的邻近结构，并通过解析求解来说明两个拓扑非平凡相之间的转变。弱配对相具有两个手征Majorana边模，而强配对相具有$\mathcal{O}$ -分次Chern数，并具有一对反向传播的Majorana费米子.详细推导了体拓扑不变量和边理论。讨论了这些结果对基于Majorana费米子的拓扑量子计算的影响。
2018-12-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con quant-ph
Majorana Fermions and Multiple Topological Phase Transition in Kitaev Ladder Topological Superconductors
受InSb纳米线超导体系统的启发，我们研究了一维拓扑超导体平行放置的系统。这将是一个很好的模拟梯子的Kitaev链。该系统经历了多个拓扑相变，其中的马约拉纳费米子的数量的变化作为链间超导配对的函数。我们通过明确计算拓扑数和能带结构来解析确定拓扑相图。它们显示了与梯子的腿数有关的奇偶效应。当链间和链内超导对之间的相对相位为0或$π$时，系统属于由$\mathbb{Z}$指数表征的BDI类，否则属于由$\mathbb{Z}_2$指数表征的D类。这种拓扑类的变化可以通过施加约瑟夫森电流或外加磁场引起，并且可以通过测量零偏微分电导来观察。
2014-05-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Unpaired Majorana fermions in a layered topological superconductor
研究了层状拓扑超导体涡旋线两端或侧边存在不成对Majorana模的条件。我们发现，这个问题被映射到一个一般的马约拉纳链和扩展Kitaev的条件，其非平凡相的存在提供了一个额外的条件时，在链中的超电流流动。如果自旋-轨道耦合具有一定的层内分量，则未成对的马约拉纳束缚态可能存在于穿过层的涡线中，但有趣的是，只有当沿着涡保持非零超电流时才存在。我们讨论了交换统计的旋涡中存在的不成对的马约拉纳模式和评论他们的实验检测。
2011-02-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Electrically tunable topological superconductivity and Majorana fermions in two dimensions
拓扑超导体和马约拉纳费米子的外部可控性对于基本和实际利益都很重要。在这里，我们预测的电场控制的Majorana费米子在二维拓扑超导体利用拓扑绝缘体薄膜接近耦合到传统的$s$波超导体。在铁磁有序的情况下，垂直电场作用下的可调结构反转不对称性可以诱导拓扑量子相变，实现手征拓扑超导态。在外加电场光斑的边界处出现了一个零能的Majorana束缚态，这可以用扫描隧道显微镜观察到。此外，结构反转不对称性还可以放大相图中的螺旋拓扑超导体状态，使这种奇异状态的实现变得更加可行。拓扑相的电控制可以进一步应用于范德华材料，例如二维过渡金属二硫属化物。
2016-11-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Probing vortex Majorana fermions and topology in semiconductor-superconductor heterostructures
我们调查的局域态密度，谱函数，和超导对振幅签名的Majorana费米子在铁磁和自旋轨道耦合超导体-超导体异质结构的涡旋芯。我们证明了马约拉纳费米子准粒子动量分布总是在高对称点周围的有限半径上对称分布，从而为低能态成为马约拉纳费米子提供了必要条件。在通过涡核的局域态密度的实空间轮廓中，马约拉纳费米子与其他有限能量涡态一起形成了一个特征性的x形结构，该结构只存在于非平凡拓扑中。此外，我们发现拓扑非平凡相的墨西哥帽能带结构特性转化为多个高强度带边和位于局域态密度中超导能隙上方的涡旋芯态.最后，我们发现奇频配对和马约拉纳费米子的出现之间没有很强的相关性，但奇频配对存在的铁磁性。事实上，我们发现，唯一的涡旋超导对振幅直接相关的任何相变，是某些自旋三重态$p$波配对组件的外观在涡核在前拓扑涡核加宽过渡。
2015-04-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Hole-doped semiconductor nanowire on top of an s-wave superconductor: A new and experimentally accessible system for Majorana fermions
马约拉纳费米子是由E.马约拉纳在1935年描述了中微子。最近的研究表明，只要时间反演对称性被阈值以上的外部塞曼场破坏，它们甚至可以在一类电子杂质半导体中实现，在这种半导体上，普通的s波超导性是邻近诱导的。在这里，我们表明，在一个空穴-杂质半导体纳米线的阈值塞曼场马约拉纳费米子可以是非常小的一些魔术值的空穴密度。与电子掺杂系统相比，更小的塞曼场和更强的自旋轨道耦合以及空穴的有效质量允许空穴掺杂系统在当前实验中常规实现的参数制度中支持马约拉纳费米子。
2012-03-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
