Fingerprints of Majorana fermions in spin-resolved subgap spectroscopy
当强关联量子点与超导体隧穿耦合时，会导致超导能隙内Shiba束缚态的形成。在超导体-量子点-普通铅装置中进行了实验测量。侧耦合的量子点的拓扑超导导线，支持马约拉纳束缚态在其两端，极大地影响了Shiba状态的结构，并诱导补充的间隙状态。Majorana束缚态和量子点之间的反常耦合导致量子点算符的自旋分辨谱函数的特征不平衡。这些是马约拉纳费米子存在的清晰指纹，它们可以在传输测量中通过实验检测到。在所采用的方法方面，我们采用了解析方法结合数值重整化群方法。
2016-06-17 cond-mat.mes-hall
Transport in a long-range Kitaev ladder: role of Majorana and subgap Andreev states
我们研究本地和非本地的运输跨两个腿的远程Kitaev阶梯连接到两个正常的金属引线。我们专注于组成马约拉纳费米子和亚间隙Andreev状态的作用。梯子的各个腿的马约拉纳费米子的双重简并通过两者之间的耦合而被解除，从而导致Andreev束缚态的形成。这种耦合可以由梯形的两个腿之间的超导相位差引起，并伴随着有限的腿间跳跃。Andreev束缚态的形成强烈地增强了局域Andreev反射。当梯子和正常金属弱耦合时，Andreev束缚态是控制因素，导致弱的非局域散射。与此形成鲜明对比的是，当梯形-正常金属界面对电子流是透明的时，我们发现亚能隙Andreev态强烈地增强了非局域电导。局域电导和非局域电导的特征类似于孤立阶梯的频谱。长程配对有助于提升Majorana模式的简并性，使它们不那么本地化，从而抑制本地传输，同时帮助非本地传输。特别是，单独的长程配对（没有超导相位差）可以增强交叉Andreev反射。
2019-09-05 cond-mat.mes-hall
Effective g-factor in Majorana Wires
我们使用的有效g因子的亚带隙状态，g*，在混合InAs纳米线与外延铝壳的超导态密度是如何分布的半导体芯和金属壳之间。我们发现了一个阶梯状的减少g* 和改善硬间隙与降低载流子密度的纳米线，由栅极电压控制。这些观察结果与Majorana设备有关，Majorana设备需要可调的载流子密度和g* 超过邻近超导体的g因子。此外，我们观察到的关闭和重新打开的子隙光谱中的间隙与零偏压电导峰的出现相一致。
2018-10-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Majorana bound states and subgap states in three-terminal topological superconducting nanowire-quantum dot hybrid devices
研究了三端拓扑超导纳米线（TSNW）-量子点（QD）混合结器件。基于Bogoliubov-de Gennes紧束缚哈密顿量，计算了亚能隙态的能谱和波函数随TSNW之间超导相位差和量子点能级能量的变化.结果表明，当量子点能级位于超导能隙附近或内部时，可以存在八个亚能隙态。其中，四个低能（两个正的和两个负的）亚能隙态基本上是由位于三个TSNW末端的六个Majorana束缚态（MBS）的线性组合形成的。其余四个高能亚能隙态主要由QD态和与QD相邻的TSNW的三个MBS的线性组合构成。当超导能隙附近或内部没有量子点能级时，系统中只能存在由三个TSNW的六个MBS的线性组合构建的六个亚能隙态。研究还表明，TSNW之间的超导相位差在参数空间中存在唯一的一个点，在该点上，六个低能次带隙态的能量相互接近，能量接近于零.简单但通用的有效模型哈密顿量的三端TSNW-QD混合装置也已开发。基于有效模型哈密顿量，研究了三端TSNW量子点混合器件在三个无限长TSNW极限下的亚带隙态。计算结果和有效模型哈密顿量可以作为一个出发点，构建和研究的编织方案的多束层在TSNW结器件。
2018-01-26 cond-mat.mes-hall
Kondo and Majorana signatures near the singlet-doublet quantum phase transition
我们研究了嵌入在正常导电和超导储层之间的关联量子点的低能谱，并与拓扑超导纳米线杂交，托管Majorana端模。我们调查泄漏的马约拉纳准粒子，并检查其相互作用的邻近诱导点配对和相关性。特别是，我们专注于近藤子带附近的量子相变/交叉从spinfull（双峰）到spinless（BCS型单线态）近藤效应。处理的相关性微扰和NRG方法内，我们研究其签名中观察到的Andreev（粒子到空穴转换）隧道光谱。我们发现，泄漏的马约拉纳模式的子带近藤效应的自旋选择性的影响。
2018-04-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Building topological quantum circuits: Majorana nanowire junctions
拓扑量子计算使用非阿贝尔马约拉纳零模式本地化的接近半导体纳米线需要仔细的静电控制线结，以便操纵和编织的零模式，使任意容错门操作。我们从理论上研究了这种基本的线结，即所谓的T结的拓扑超导性质，发现结的存在可能会通过引入模仿零模的伪非拓扑子能隙态来非微扰地影响Majorana行为。我们提出了一个可能的解决方案，这个潜在的严重问题表明，从二维（2D）电子气系统光刻结可能会表现出强大的subgap拓扑特性，没有任何虚假的零模式。我们提出了一个二维结构，使多探针隧穿实验提供位置相关的光谱，它可以决定性地解决悬而未决的悬而未决的问题有关的起源实验观察到的零偏压电导峰。我们还发现，与平凡的超导结可能会导致局部扰动，诱导非本征低能态类似于那些与线结。
2018-01-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Subgap states in disordered superconductors
我们修正了无序超导体的态密度问题。局部样本特性的随机性转化为光谱间隙的猝灭空间不均匀性，从而模糊BCS相干峰。我们表明，各种微观模型的潜在和磁无序可以减少到一个普遍的唯象随机序参量模型，而微观描述的细节编码在关联函数的序参量波动。状态密度的结果形式通常由两个参数描述：测量BCS峰的加宽的宽度Gamma，和控制子带隙状态密度的指数衰减的能量标度Gamma_{tail}。我们完善现有的瞬子方法确定Gamma_{tail}，并表明它们出现在一个非线性系统中的最佳波动的统一理论的限制情况。各种类型的障碍的应用进行了讨论。
2013-10-01 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Quasiparticle poisoning of Majorana qubits
基于马约拉纳零模的量子比特是实现拓扑量子计算的一条很有前途的途径。然而，这样的量子比特很容易受到准粒子中毒的影响，而准粒子中毒并不一定是拓扑参数的小粒子。我们研究了与实际器件相关的准粒子中毒的主要来源--非平衡态的能隙上准粒子和平衡态的局域亚能隙态。取决于系统的参数和量子位的结构，这些源中的任一个可以支配量子位退相干。然而，我们发现在相对于天真的估计，在中度无序，浮动马约拉纳群岛的准粒子中毒可以有超过秒的时间尺度。
2020-08-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Characterizing local Majorana properties using Andreev states
Departamento de F \'i sica Te \'o rica de la Materia Condensada, Condensed Matter Physics Center (IFIMAC)
利用安德鲁夫束缚态表征量子点基尔霍夫链中的马约拉纳零模能量分裂和局部极化
2025-11-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Statistics of subgap states in $s_\pm$ superconductors
在新的铁基超导体中，有一种不寻常的$s_{\pm}$超导态得到了强有力的支持，在这种超导态中，带隙参数在不同的能带中具有相反的符号。在这种情况下，杂质在不同能带之间的散射具有对断裂效应，并在带隙内引入态。研究了$s_{\pm}$超导体中杂质集体效应引起的无序诱导亚带隙态的统计特性。通过数值求解两带Bogolyubov方程，研究了态密度和局域化长度的变化规律。我们定位的流动性边缘分离的本地化和离域状态的3D的情况下，弱和强本地化制度的2D的情况下之间的交叉。我们发现，广泛使用的自洽T矩阵近似在描述亚能隙态时并不十分准确。
2010-02-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Influence of disorder on antidot vortex Majorana states in 3D topological insulators
本文通过二维有效模型数值研究无序、化学势和反点尺寸对三维拓扑绝缘体表面涡旋马约拉纳零能模亚能隙谱的影响，发现谱隙随无序强度非单调变化并可由栅压调控。
2024-08-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Identifying Majorana vortex modes via non-local transport
二维狄拉克表面态与s波超导相结合，有望在涡核中产生局域拓扑马约拉纳零模。这些模式的假定实验特征已经被报道用于邻近拓扑绝缘体、铁基超导体或某些过渡金属二硫属化物的异质结构。尽管这些努力，马约拉纳性质的观察到的激励仍在辩论中。我们建议使用最初用于一维设置的非本地传输测量协议来识别Majorana涡旋模式的存在。在一个孤立的subgap状态的情况下，该协议提供了一个空间地图的局部电荷和概率密度的比例，提供了一个明确的区分马约拉纳和普通的费米子模式。我们表明，这些独特的功能生存在实验相关的情况下，杂交涡核模式。
2022-07-15 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
Subgap spectroscopy along hybrid nanowires by nm-thick tunnel barriers
在寻找Majorana零模（MZM）时，超导体光谱学被广泛用于研究超导体-超导体纳米结构中的亚能隙谱。通常，由混合电路末端的局部栅极控制的半导体部分用作隧道势垒。除了仅在混合端检测状态之外，这种栅极定义的隧道探针可以引起模仿MZM的非拓扑子能隙状态的形成。在这里，我们开发了一种替代类型的隧道探头，以克服这些限制。在InSb-Al混合纳米线的生长之后，对Al壳进行精确控制的原位氧化以产生nm厚的Al氧化物层。在这样薄的隔离层中，可以通过金属引线的阴影壁角沉积在沿着混合纳米线的任何位置处任意地限定隧道探针。这使我们能够使多个隧道探针沿单纳米线的混合，并成功地识别Andreev绑定状态（ABS）的各种空间扩展居住沿混合。
2023-03-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con quant-ph
Topological superconductivity in ferromagnetic atom chains beyond the deep-impurity regime
拓扑超导性研究的最新进展使超导体上磁性吸附原子的晶格成为人们关注的焦点。在这项工作中，我们将研究吸附原子的超导表面与Rashba自旋轨道耦合的铁磁链。推广深杂质的方法在以前的作品中广泛使用的任意subgap能量，我们制定的subgap光谱理论作为一个非线性矩阵本征值问题。我们得到了一个基本上分析描述的subgap频谱，允许一个有效的研究的拓扑性质。采用一个平带哈密顿共享链的拓扑性质，我们评估的$\mathbb{Z}$值的绕组数，发现五个不同的拓扑相位。我们的研究结果也证实了拓扑带的形成不需要去耦的Shiba能量被微调到间隙中心。我们还研究了系统中Majorana束缚态的性质。
2015-09-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Topological phase diagram of a three-terminal Josephson junction: From the conventional to the Majorana regime
本文研究了三端约瑟夫森结中超导导线在面内磁场$B_x$作用下从$s$波到$p$波（Majorana）相的拓扑相变过程中平均跨导的演化。我们提供了一个完整的描述这种转变作为一个功能的$B_x$和磁通量$Φ$线程的交界处。为此，我们使用一个spinful模型内的形式主义，允许在平等的基础上对待的Andreev subgap水平和连续谱的贡献的dielectric。我们揭示了一个细分的量子化的量子化由于存在的马约拉纳准粒子，反映了有效的泵浦半库珀对电荷的$p$波制度。
2019-07-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Subgap transport in ferromagnet-superconductor junctions due to magnon-assisted Andreev reflection
我们提出了一个新的磁振子辅助Andreev反射过程在铁磁金属-超导体界面，它包括同时注入的库珀对从超导体和磁振子内的铁磁体的发射。在低温下，这个过程代表了一个额外的通道，用于穿过FS界面的子带隙传输，这解除了对电流的限制，所述电流是由于必须将铁磁体中的自旋极化电流与超导体中的无自旋电流相匹配而产生的。对于任意极化度的超导体和铁磁体之间的结，非弹性磁振子辅助的Andreev反射过程将表现为对$I(V)$特性的非线性附加，该非线性附加相对于偏置电压的符号是不对称的，并且与铁磁体中磁振子的态密度有关。子间隙$I(V)$特性的表达式给出了任意的界面质量，而均匀透明和无序界面的限制情况下进行了详细讨论。
2001-06-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Disorder-induced Majorana zero modes in a dimerized Kitaev superconductor chain
基于最近的实验观测，在基于Su-Schrieffer-Heeger（SSH）模型的无序原子线中观察到拓扑Anderson绝缘体，我们研究了二聚Kitaev超导链中的无序效应，该超导链被视为SSH模型的超导体版本.通过计算实空间绕组数和零偏微分电导，分析了无序二聚Kitaev超导链的拓扑相变。研究发现，无序可以诱导一个拓扑非平凡的超导相托管马约拉纳零模（MZMs）。我们可以通过调节二聚化参数来调控无序诱导的MZM的出现。最后，我们用自洽玻恩近似方法对数值结果进行了验证。
2019-10-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Index-theoretic route to the subgap Andreev bands and topological response in Josephson junctions
Indian Association for the Cultivation of Science（印度科学文化促进协会）；Indian Institute of Technology, Kanpur（坎普尔印度理工学院）
研究通过索引定理解释约瑟夫森结中子间隙安德鲁夫能带的形成，并揭示非chiral p-波超导体结的拓扑保护效应。
2025-12-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Proximity effect and Majorana bound states in clean semiconductor nanowires coupled to disordered superconductors
我们研究了具有强自旋轨道耦合的半导体线，它与具有化学势无序的超导体邻近耦合。当半导体-超导体界面处的隧穿非常弱时，已知超导体中的无序不影响感生超导性，因此也不影响在临界磁场之上出现的有效拓扑超导性。我们非微扰地证明了这个结果是如何通过获得低能量（即，subgap）激发光谱通过直接数值对角化适当的BdG哈密顿量。在强邻近耦合的情况下，我们发现母超导体中的无序通过使感生对势无序来抑制零磁场下的（非拓扑）感生能隙。在大磁场下的拓扑超导相，强邻近耦合减小了Majorana束缚态的局域长度，使得诱导的无序消除了拓扑能隙，同时出现了体Majorana零模，即使对于短线也是如此。
2016-03-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Majorana quasiparticles of inhomogeneous Rashba chain
我们研究了耦合到超导衬底的非均匀Rashba链，在其边缘附近托管Majorana准粒子。我们讨论了它的子能隙谱，并研究了零能准粒子对对角和非对角无序的鲁棒性。研究$\mathbb{Z}_2$拓扑不变量，我们表明，无序诱导过渡的拓扑非平凡平凡的阶段表现在零能量的空间分辨准粒子谱的特征。我们提供了证据的非本地性质的零能量马约拉纳准粒子，这是很好地保存后分割成单独的块链。即使马约拉纳准粒子是不完全免疫的不均匀性，我们表明，他们可以通过邻近效应传播到其他（正常）纳米级的对象。
2016-12-20 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Spatial dependence of local density of states in semiconductor-superconductor hybrids
本文通过多探针局域隧穿谱研究半导体-超导体混合纳米线中局域态密度的空间均匀性，发现有限磁场下亚能隙态及临界场和有效g因子沿导线显著变化，同时也在部分器件中观察到不同探针间的显著相关性。
2024-06-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Majorana-metal transition in a disordered superconductor: percolation in a landscape of topological domain walls
该研究通过数值证据表明，无序手性p波超导体中随静电无序增强发生的马约拉纳-金属相变源于不同陈数畴边界的逾渗，并利用谱局域化构建畴壁网络得到热金属-绝缘体相图。
2025-02-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Non-Majorana states yield nearly quantized conductance in superconductor-semiconductor nanowire devices
在InSb纳米线/NbTiN超导体器件中，在零源漏电压偏置下的电导表现出接近于$2e^2/h$的量化值的峰值。近量子化的共振演化的隧道势垒强度，磁场和磁场方向的方式与马约拉纳零模式一致。我们的器件在纳米线的两端具有两个隧道探针，由超导体覆盖的400 nm纳米线段隔开。我们只发现了近量化的零偏置峰定位到一端的纳米线，而电导下降观察到相同的参数上的另一端。这破坏了马约拉纳的解释，因为马约拉纳模式必须成对出现。我们确定状态离域从一端到另一端接近零磁场，并在较高的电子密度，这是不是在基本的马约拉纳制度。我们制定了评估子隙波函数的非局部性的程序，并提供了一个分类的纳米线束缚态的基础上，他们的本地化。
2020-04-18 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
Subgap transport in superconductor--semiconductor hybrid islands: Weak and strong coupling regimes
本研究通过库仑和隧穿谱研究超导体包覆的半导体纳米线超导岛的亚能隙输运，发现弱耦合下无磁场与单磁通量子情况观测相似，强耦合下差异显著，归因于强耦合可观测的单磁通量子亚能隙态，强调研究隧穿耦合范围的重要性。
2025-04-15 cond-mat.mes-hall
Robustness of Majorana modes to potential disorder in Fe chains on a superconducting Rashba alloy
本文在超导Rashba合金上构建Fe原子链，实验证明Majorana模对纳米尺度势无序具有鲁棒性，且仅出现在拓扑非平凡相，为容错量子计算提供支持。
2025-06-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Disorder-robust trivial Majorana-like states from smooth confinement in chiral superconducting nanowires
Kyushu University（九州大学）；Uppsala University（乌普萨拉大学）；Nagoya University（名古屋大学）
本文针对手征超导纳米线，提出通过手征分量空间重叠诊断低能态抗无序性的机制，揭示平滑限域产生的类马约拉纳态可抵御强非磁性无序。
2026-08-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Interplay between Majorana and Shiba states in a minimal Kitaev chain coupled to a superconductor
研究将最小双量子点Kitaev链的一根正常引线换成超导引线后，非局域Majorana效应及YSR态与MZMs杂化对量子化电导等性质的影响。
2024-12-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Universal conductance scaling of Andreev reflections using a dissipative probe
马约拉纳搜索陷入了关于非拓扑Andreev束缚态（ABS）的假阳性信号的广泛辩论。我们介绍了一个补救措施，使用耗散探针产生电子玻色子相互作用。我们从理论上表明，相互作用引起的重整化导致显着不同的通用零偏压电导行为，即不同的特征幂律温度，不同类型的Andreev反射，这表明了鲜明的对比，马约拉纳零模式。各种具体的情况下，已被研究，包括的情况下，两个电荷参与的Andreev反射过程保持/失去连贯性，和多个ABS的情况下，或没有一个马约拉纳本。在每种情况下提供一个透明的电导功能列表，以帮助区分实验中观察到的子隙状态，这也促进了马约拉纳零模式的识别。
2021-11-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Effect of disorder on Majorana localization in topological superconductors: a quasiclassical approach
二维拓扑超导体（TS）的主机手征马约拉纳模式（MAJORANA）的边界本地化。在准经典近似下，我们研究了二维自旋轨道耦合超导体中无序对超导体局域化长度的影响。我们发现非单调行为的马约拉纳本地化长度作为无序强度的函数。在弱无序，马约拉纳本地化长度随无序强度的增加而减小。将无序散射时间降低到临界值$τ_c$以下，马约拉纳局域化长度开始增加。临界散射时间取决于TS背后的两个成分：SO耦合和交换场的相对大小。对于主导SO耦合，$τ_c$是小的，反之亦然的主导交换场。
2020-05-18 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Accessing different topological classes and types of Majorana edge states in coupled superconducting platforms using perturbations
拓扑类及其相关边状态的研究一直是人们关注的热点。在一个维度上，这些研究的标准平台是传统的Kitaev线及其实现。在这项工作中，我们研究的边缘状态在耦合p波平台在1D中，在实验相关的扰动，如塞曼场和s波SC的存在下。首先，我们表明，未扰动的耦合p波设置本身可以有两种类型的马约拉纳边缘状态，取决于有效的现场电位的值。我们发现，额外的组件，如塞曼场和s-波项可以导致过渡到不同的对称类，拓扑平凡或非平凡的，并改变这些边缘状态的性质。在微扰的存在下，我们表明，有3个对称类时，有效的p波配对是相等的自旋物种之间，和6的第二种，当配对由相位$π$两者之间的差异。其中一些类是拓扑非平凡的。此外，我们探讨了亚能隙状态的性质时，我们有两个这样的拓扑结构和它们相应的行为与相位的p-波序参量之间的交界处。我们的工作提供了一个理论框架的不同方式来获得非平凡的拓扑类耦合p波纳米线设置，使用实验上可行的扰动，和这些平台的交界处的subgap状态的性质。
2020-03-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Strong localization of Majorana end states in chains of magnetic adatoms
最近的实验[Nadj-Perge等人，Science 346，602（2014）]给出了放置在超导体上的磁性吸附原子链中的马约拉纳束缚态的可能证据。虽然观察到的最终状态的许多特征可以用马约拉纳来自然地解释，但它们强烈的局部化仍然令人困惑。我们认为线性链的安德森杂质的超导体作为一个极小模型，并把它主要是分析内的平均场论。我们探讨的相图，子隙激发光谱，和马约拉纳波函数。由于一个强大的速度重整化，后者是本地化的规模是参数小的主机超导体的相干长度相比。
2015-02-19 cond-mat.mes-hall
Effect of impurities and disorder on the braiding dynamics of Majorana zero modes
本文研究杂质和无序对马约拉纳零模（MZMs）编织动力学的影响，定量分析单个杂质导致的编织误差及随机无序的作用，发现多数情况下杂质降低编织性能，但随机无序在特定窗口可改善编织结果。
2024-10-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Isolated pairs of Majorana zero modes in a disordered superconducting lead monolayer
马约拉纳零模是成对出现的分数量子激发，每对都是量子计算的构建块。这些激发的一些可能的特征已被报道为一维半导体导线和磁链端点处的零偏置峰。然而，1D系统本质上是脆弱的少量的无序，诱导低能量的激发，因此获得马约拉纳零模式以及隔离在硬间隙需要非常干净的系统。二维系统提供了另一种途径来获得鲁棒的马约拉纳零模式。事实上，最近的研究表明，Pb/Co/Si（111）可以作为一个平台，用于产生具有强免疫力的局部无序的二维拓扑超导性。虽然2D系统表现出色散的手征边缘状态，但它们也可以在局部拓扑缺陷上拥有Majorana零模。根据预测，如果奇数个零模式位于拓扑域中，则额外的零模式应该出现在域的边缘周围。在这里，我们使用扫描隧道光谱来表征一个无序的超导单层铅耦合到下面的Co-Si磁岛意味着诱导拓扑转变。我们表明，对零模式是稳定的：一个零模式定位在中间的一个点的磁畴和其零模式的合作伙伴扩展所有周围的域。零模对是非常强大的，它是孤立的一个硬超导能隙，它出现完全免疫的强无序存在于铅单层。我们的理论方案支持受保护的马约拉纳性质的零模式对，突出磁或自旋轨道耦合纹理的作用。这对鲁棒的马约拉纳零模为量子计算的理论和实验研究提供了新的平台。
2018-10-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Nontopological zero-bias peaks in full-shell nanowires induced by flux tunable Andreev states
一个半导体纳米线完全包裹在超导壳已被提出作为一个平台，获得马约拉纳模式在小磁场。在这项研究中，我们表明，在这种结构中的子隙状态的外观实际上是由隧道光谱测量的结区，而不是全壳纳米线本身。短的隧穿区从不显示亚能隙态，而较长的结总是显示亚能隙态。这可以理解为在结中形成的量子点，并在Yu-Shiba-Rusinov制度中托管Andreev能级。通过塞曼效应和利特尔-帕克斯效应，安德烈耶夫能级对复杂的磁场依赖性可能会导致鲁棒的零偏置峰，这些特征很容易被误解为源自马约拉纳零模，但与拓扑超导电性无关。
2021-08-10 cond-mat.mes-hall
Majorana state on the surface of a disordered 3D topological insulator
我们研究了在无序存在下三维拓扑绝缘体表面上捕获无核涡旋的“反点”中的低电子能级。表面覆盖有超导膜，该超导膜具有大于相干长度的尺寸为R的孔，其通过邻近效应诱导超导性。空穴内部的电子态谱对无序很敏感，然而，系统的拓扑性质在零能量下产生了一个鲁棒的Majorana束缚态。我们采用超对称西格玛模型方法计算了具有能量和空间分辨率的亚能隙态密度。进入空穴区的隧穿对Majorana能级敏感，并在零能量下表现出共振Andreev反射。
2012-05-18 cond-mat.mes-hall
Anomalous crossed Andreev reflection in mesoscopic superconducting ring hosting Majorana fermions
研究了环形非拓扑超导体（NS）-拓扑超导体（TS）双结中的Majorana物理及其对电子输运的影响。我们发现，根据两个拓扑不同的区域的长度和它们之间形成的马约拉纳费米子的本地化长度之间的比率，两个完全不同的传输机制正在工作：完美的交叉Andreev反射（CAR）的短NS区域和完美的正常Andreev反射的短TS区域。这种差异是解释在NS-TS双结系统，这还没有透露到目前为止，亚能隙状态的拓扑上不同的属性。CAR过程对穿过环的磁通量的奇异依赖性被揭示出来，并可用于检测马约拉纳费米子。
2013-08-06 cond-mat.mes-hall
Disorder-induced topological transitions in multichannel Majorana wires
在这项工作中，我们研究的多通道超导纳米线的拓扑性质的无序的影响。虽然标准的期望是，光谱间隙是关闭和打开的转换，改变的拓扑指数的线，我们表明，关闭和打开的运输间隙也可以引起拓扑转变，即使在存在的非零密度的状态在整个过渡。这种由无序引起的输运能隙可以改变拓扑指数，将拓扑平凡的线驱动到非平凡状态，反之亦然。我们专注于Rashba自旋轨道耦合半导体纳米线接近传统的超导体，这是一个实验相关的系统，并获得这些线的拓扑转变的解析公式，有效的通用实现的障碍。完全紧束缚模拟显示与我们的分析结果非常一致，没有任何拟合参数。
2017-03-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Topological properties of helical Shiba chains with general impurity strength and hybridization
最近的实验宣布观察到拓扑超导性和Shiba链中的Majorana准粒子，由沉积在超导体顶部的磁性原子阵列组成。在这项工作中，我们研究螺旋Shiba链和推广的微观理论的subgap能带的制度，去耦的磁性杂质能量和杂交的不同的杂质状态可以是显着的相比，超导能隙的主机材料。从精确解的Bogoliubov-de Gennes方程，我们提取表达式的拓扑相边界的超导相干长度的任意值。亚能隙谱问题可以表述为一个非线性矩阵本征值问题，由此我们得到了长相干长度极限下能带的解析解。物理后果和偏离先前获得的结果，在深稀释杂质的限制进行了详细讨论。
2014-10-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Large spatial extension of the zero-energy Yu-Shiba-Rusinov state in magnetic field
最近，基于工程超导体（SC）亚能隙态，如Andreev束缚态，Majorana零模或Yu-Shiba-Rusinov（Shiba）态，提出了各种有前途的量子比特概念。通过SC耦合这些子带隙态强烈依赖于它们的空间扩展，是未来量子技术的重要下一步。本文首次研究了半导体量子点中Shiba态在SC上的空间扩展。通过详细的输运测量和数值重整化群计算，我们发现零能Shiba态有一个显著的超过50 nm的扩展，远大于最近的扫描隧道显微镜（STM）测量中观察到的。此外，我们证明了它的空间延伸大大增加磁场。
2020-01-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Optimal Majoranas in Mesoscopic Kitaev Chains
Quantum Advanced Research Center (QuARC), Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC)（量子先进研究中心，西班牙国家科学研究委员会）；Instituto de Ciencia de Materiales de Madrid (ICMM), Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC)（马德里材料科学研究所，西班牙国家科学研究委员会）
研究通过超导段连接的量子点实现Kitaev链，揭示介观混合区域对Majorana零模局域化的影响，推导出优化条件和实验相关参数。
2026-07-31 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Disorder effects in planar semiconductor-superconductor structures: Majorana wires versus Josephson junctions
本文数值分析了平面 Josephson 结在电荷杂质与表面粗糙度无序下的低能物理，发现其拓扑超导相通常比混合纳米线更具鲁棒性，但大化学势区间会引发破坏 MZMs 稳定性的巨大有限尺寸效应。
2025-04-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Lifetime of Majorana qubits in Rashba nanowires with non-uniform chemical potential
我们研究的拓扑量子比特的寿命的基础上马约拉纳束缚态托管在一维Rashba纳米线（NW）与邻近诱导的超导性和非均匀的化学势所需的操作和读出。如果附近的门局部地调整化学势，使得NW的一部分处于平凡相，则可以出现Andreev束缚态（ABS），其位于拓扑相和平凡相之间的界面处，能量显著小于间隙。这种亚能隙态的出现强烈地降低了有限温度下的马约拉纳量子比特的寿命，这是由于局部扰动可以激发系统进入这些ABS。使用Keldysh形式主义，我们研究了这样的激发引起的波动电荷在电容耦合门和计算相应的马约拉纳寿命由于热噪声，这是远远短于那些在纳米线均匀的化学势。
2018-07-20 cond-mat.mes-hall
Nonlocal conductance spectroscopy of Andreev bound states: Symmetry relations and BCS charges
超导器件的双端电导谱是探测Andreev和Majorana束缚态的常用工具。在这里，我们研究理论上的三端设置，与两个正常的引线耦合到接地超导终端。利用单电子散射矩阵，推导出正常引线的亚能隙电导矩阵并讨论其对称性。特别地，我们证明了电导矩阵的局部元素和非局部元素具有成对相同的反对称分量。此外，我们发现，非局部元素是直接相关的本地BCS收费的束缚态接近正常的探针，我们展示了如何BCS收费重叠马约拉纳束缚态可以从实验中提取。
2019-05-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Robustness of Majorana edge modes and topological order -- exact results for the symmetric interacting Kitaev chain with disorder
我们研究了Majorana边缘模式在无序和相互作用下的鲁棒性。我们利用最近发现的映射的相互作用Kitaev链的对称区域（$μ= 0$，$t = Δ$）的自由费米子。扩展到无序的情况下的精确解，使我们能够计算分析的拓扑相边界的所有相互作用和无序的强度，这一直被认为是唯一的数字访问。我们发现了一个制度，其中适度的相互作用矩阵元素的无序增强拓扑秩序以及强相互作用的制度$U > t$。我们还推导出了多体Majorana边波函数的显式形式，揭示了它是如何被相互作用的多粒子波动所修饰的。我们的分析结果的定性特征是有效的微调可积点以外的预期从拓扑序的鲁棒性和证实这里的精确对角化研究的小系统。
2017-12-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Disorder-induced chiral and helical Majorana edge modes in a two-dimensional Ammann-Beenker quasicrystal
近年来，准晶系统中拓扑相的无序效应的研究受到了广泛的关注。在这项工作中，通过数值计算的（自旋）Bott指数和热导，我们揭示了无序的影响，在一个二维Ammann-Beenker平铺准晶晶格中的D类手性拓扑超导体和DIII类时间反转不变的拓扑超导体。我们证明，无论是拓扑保护的手性和螺旋马约拉纳边缘模式是强大的对弱无序的准晶晶格。更吸引人的是发现无序诱导的拓扑非平凡的阶段，表现出手性和螺旋马约拉纳边缘模式的D类和DIII拓扑超导体系统，分别。我们的研究结果为准晶系统中无序诱导的Majorana边模的研究打开了大门。
2021-10-08 cond-mat.mes-hall
Multiple Majorana bound states and their resilience against disorder in planar Josephson junctions
本文研究了平面约瑟夫森结中多个马约拉纳束缚态的局域化特性，发现三种拓扑超导区控制其分布，并证明这些束缚态在二维几何结构中对非磁性无序具有鲁棒性，适量无序反而能减少能级分裂。
2025-10-13 cond-mat.mes-hall 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
Observation of 2e-periodic Supercurrents in Nanowire Single-Cooper-Pair Transistors
超导岛托管马约拉纳零模式（MZMs）的奇偶控制需要操作由接近半导体纳米线制成的拓扑量子位。因此，我们研究的奇偶效应在混合InAs-Al单库珀对晶体管（SCPT）作为第一步。特别是，我们调查的栅极电荷的超电流调制和观察一致的2 $e$ -周期性的图案，表明一般缺乏低能量的亚带隙状态在这些纳米线在零磁场。在一个平行的磁场中，一个偶数-奇数图案的发展与栅极电荷间距的振荡场的函数，表明调制模式是敏感的存在下，一个单一的subgap状态。此外，我们还发现，随着子能隙态能量接近于零，SCPT的宇称寿命随磁场呈指数下降。我们的工作突出了有意准粒子陷阱和超导能隙工程在需要岛电荷色散猝灭的拓扑量子比特中的重要作用。
2018-05-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con quant-ph
Experimental and materials considerations for the topological superconducting state in electron and hole doped semiconductors: searching for non-Abelian Majorana modes in 1D nanowires and 2D heterostructures
在s波超导体附近，具有相当大的自旋轨道耦合和塞曼分裂的一维或二维电子或空穴掺杂的半导体杂质半导体可以支持拓扑超导（TS）态。半导体TS状态具有马约拉纳费米子作为在序参量缺陷（例如涡旋和样品边缘）处的局部零能量激发。在这里，我们研究了半导体表面淬火无序对电子和空穴掺杂半导体杂质半导体中TS态稳定性的影响。通过考虑时间反演对称性破缺（由于塞曼分裂）和无序的相互作用，我们推导出TS态超导准粒子能隙的无序抑制的表达式。我们的结论是，无序的影响可以通过增加自旋轨道能量与塞曼分裂的比例最小化。通过给出明确的数字，我们表明，一个稳定的TS状态是可能的，在电子和空穴掺杂的杂质半导体的实验现实值的参数。我们讨论可能合适的半导体材料，这应该是领先的候选人在固态系统中的马约拉纳搜索。
2012-02-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Majorana bound states in a disordered quantum dot chain
研究了与s波超导体邻近耦合的半导体量子点无序链中的Majorana束缚态。通过计算其拓扑量子数，基于散射矩阵方法和紧束缚模型，我们可以确定这种非均匀一维系统的拓扑性质。我们研究了Majorana束缚态在自旋无关项（包括化学势和规则的自旋守恒跳跃）和自旋相关项（即，由于Rashba自旋-轨道耦合而引起的自旋翻转跳跃。我们发现，马约拉纳束缚态是不完全免疫的自旋无关的无序，特别是当后者是强的。同时，马约拉纳束缚态对于自旋相关无序是相对稳健的，只要自旋翻转跳跃具有统一的符号（即，变化的自旋翻转跳跃项不沿链改变其符号）。然而，当无序引起自旋翻转跳跃中的符号翻转时，拓扑-非拓扑相变发生在低化学势区。
2016-03-20 cond-mat.mes-hall
Electrical detection of topological quantum phase transitions in disordered Majorana nanowires
我们研究了一种具有破缺时间反转和自旋旋转对称性的无序超导纳米线，它可以被外加磁场驱动到具有末端Majorana束缚态的拓扑相.作为无序强度的函数，已知马约拉纳纳米线具有从支持马约拉纳束缚态的拓扑非平凡相到没有它们的非拓扑绝缘相的离域量子相变。在跃迁的两侧，系统都是局域化在零能量，尽管具有非常不同的拓扑性质。我们利用拓扑结构和本地化属性之间的这种深刻的联系，提出了一种电传输测量检测本地化-离域过渡发生在大部分的纳米线。其基本思想包括测量导线一端的电导差异，该差异是在不同的耦合值下获得的。我们发现，这种测量揭示了非局部相关性只出现在拓扑过渡。因此，虽然所提出的实验并不直接探测马约拉纳束缚态，但它可以为体拓扑量子相变本身提供直接证据。
2013-11-21 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
First-principles calculations of spin-triplet andreev reflection spectra at half-metallic ferromagnet/superconductor interface
结合第一性原理非共线散射矩阵计算和Andreev近似，研究了半金属铁磁体$_{2}$ MnSi和\emph{s}波BCS超导体Al之间界面粗糙和不粗糙两种情况下的自旋三重态Andreev反射谱，其中界面附近的磁矩取向是随机分布的.计算结果表明，对于磁无序相对较弱的清洁界面，AR谱在零偏压附近具有峰值结构。随着界面粗糙度或磁无序度的增加，这些电导谱的子带峰将被冲刷掉。结果还表明，磁无序可以显著提高亚带隙电导谱的值。最后，我们的计算表明，少量的界面粗糙度可以增强Co $_{2}$ MnSi/Al（001）界面中的长程自旋三重态AR。
2013-06-12 cond-mat.mes-hall
