Proximity induced superconductivity by Bi in topological $Bi_2Te_2Se$ and $Bi_2Se_3$ films: Evidence for a robust zero energy bound state possibly due to Majorana Fermions
拓扑$Bi_2Te_2Se$和$Bi_2Se_3$薄膜的点接触电导测量揭示了在2-3 K以下的超导性特征。特别是,观察到临界电流骤降和一个强大的零偏置电导峰。后者表明,在非常规拓扑超导体中存在零能量束缚态,可以将其分配给Majorana费米子。我们将这些新的观察归因于少量超导Bi夹杂物或偏析到表面的膜中的邻近诱导局部超导性,并为这些效应提供支持性证据。
2011-12-22 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Realizing Universal Majorana Fermionic Quantum Computation
Majorana-费米子量子计算(MFQC)是由Bravyi和Kitaev提出的(参见参考文献\cite{Kitaev}),其中由Majorana费米子构建的故障洪流(非拓扑)量子计算机可能比由可区分的两态系统构建的量子计算机更有效。然而,到目前为止,人们还不知道如何在物理系统中实现MFQC。在本文中,我们提出了一种可能的实现MFQC。我们发现,p波超导体或超流体的线缺陷的末端将捕获一个Majorana零模,这将成为MFQC的起点。然后,我们展示了如何操纵马约拉纳费米子做通用MFQC,它具有独特的可能性,高层次的本地可控性,个别寻址,并读出的量子态的个别组成元素,通过使用及时的冷原子技术。
2013-05-01 cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Realizing Majorana zero mode with a stripe of \emph{ionized} and \emph{isolated} magnetic atoms on a \emph{layered} superconductor
有人提出,在超导体与螺旋磁体或超导体与铁磁体之间存在Rashba自旋-轨道耦合的线结,可以在线的两端产生Majorana零模(MZM)。然而,磁性原子和超导体之间需要强的磁交换耦合(约为超导体带宽的一半)才能获得MZM。在这里,我们设计的设备,以减少所需的磁交换耦合。在第一个方案中,我们覆盖了一个非常窄的$s$波超导线形成的单层膜或层状材料(如FeSe或FeSe单层SrTiO $_3$)与\emph{isolated}磁性原子。在我们的第二个方案中,我们在单层超导体或\emph{layered}超导体(如FeSe)上放置一条\emph{isolated}磁性\emph{ions}线。我们发现,在上述器件中,螺旋磁秩序将自发地发展,产生一个具有相当大的间隙(以上的父超导能隙的1/2)的一维$p$波拓扑超导体,即使是弱的磁交换耦合(小于1/10的带宽)。拓扑超导体在导线的端部具有MZM。
2019-03-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Realizing Majorana fermion modes in the Kitaev model
本文研究了在Kitaev模型的基态中实现鲁棒的、易于操作的Majorana零模的可能性,并将其应用于量子计算。为了实现这一点,我们首先将一个均匀的[111]磁场应用于无隙Kitaev模型,并将Kitaev模型转化为一个有效的p + ip自旋子拓扑超导体。然后我们研究了这种系统中可能的涡旋束缚到基态中的拓扑平凡点。我们考虑了两种情况:一种是空位,另一种是完全极化的自旋。我们表明,在这两种情况下,系统绑定的缺陷和强大的马约拉纳零模式在基态弱均匀[111]磁场的涡旋。研究了这些Majorana零模的分布和渐近行为。这两种情况下的Majorana零模在空间中均呈指数衰减,并且对局域扰动和远处的其他Majorana零模具有鲁棒性,这使它们成为拓扑量子计算中辫子的理想候选者.
2021-12-10 cond-mat.str-el
Majorana Fermions in Strongly Interacting Helical Liquids
马约拉纳费米子被认为存在于带隙一维系统的边缘和界面处,在这些界面处,由于自旋轨道耦合、邻近诱导超导和外部磁场的相互作用,具有不同拓扑特征的相相遇。在这里,我们调查强粒子相互作用的效果,并表明,螺旋液体提供了一种机制,保护马约拉纳边缘状态的存在:而温和的相互作用关闭的邻近间隙,支持边缘状态,在螺旋液体的间隙重新打开由于两个粒子的过程。然而,无间隙的费米激发发生在空间接近的马约拉纳状态的接口,并可能危及其长期的马约拉纳相干性。
2011-08-19 cond-mat.str-el
Majorana corner modes in a high-temperature platform
我们介绍了二维拓扑绝缘体在高温铜氧化物或铁基超导体附近的高温平台的Majorana Kramers对的零模式。在拓扑绝缘体的螺旋边缘状态处的邻近诱导配对充当狄拉克质量,由于高$T_c$超导体的配对对称性,狄拉克质量的符号在样品角处改变。这种符号的自然变化在每个角上产生了一对受时间反演对称性保护的马约拉纳零模。从概念上讲,这是一个拓扑平凡的基于超导体的马约拉纳零模式的方法。我们提供了定量标准,并建议候选材料,这一建议。
2018-08-31 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el
Proposal of realizing the Sachdev-Ye-Kitaev model from a Kitaev Spin Chain
本研究提出在Kitaev自旋链中实现SYK模型的方案,通过微扰相互作用解除马约拉纳零模简并得到有效SYK相互作用,证明可借助自旋算符近似模拟马约拉纳费米子的OTOC,为纯玻色系统模拟费米型SYK模型及相关物理提供新途径。
2024-12-12 cond-mat.str-el
Gate-defined wires in twisted bilayer graphene: from electrical detection of inter-valley coherence to internally engineered Majorana modes
扭曲双层石墨烯(TBG)实现了一个高度可调的,强相互作用的系统,具有超导性和各种相关的绝缘状态。我们在TBG中建立了具有邻近诱导自旋轨道耦合的门定义线,作为揭示相关绝缘体性质的工具$(i)$和基于Majorana的拓扑量子位的平台$(ii)$。特别是,我们表明,能带结构的栅极定义的线沉浸在一个“谷间相干”相关绝缘体继承电可检测指纹的对称性破缺本地后者。在导线的一侧由超导TBG区域包围,在另一侧由谷间相干相关绝缘体包围,进一步使得能够形成马约拉纳零模式-甚至可能在零磁场下,这取决于存在的精确的破磁顺序。我们的方案不仅引入了一种依赖于内部产生的邻近效应的高度门可调拓扑量子比特介质,而且还可以揭示TBG中的库珀配对机制。
2021-06-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Detecting and leaking a Majorana bound state through proximity to a Kitaev ring
提出将 Kitaev 链邻近耦合至 Kitaev 环,通过环的对称性、谱函数、占据数和自发电流变化探测 Majorana 束缚态,并利用共振实现态泄漏。
2024-03-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el quant-ph
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
Non-Abelian toplogical superconductors from topological semimetals and related systems under superconducting proximity effect
非阿贝尔拓扑超导体的特征是量子化涡旋中束缚的{零能量}马约拉纳费米子的存在。这是由{ \em odd} Chern数表征的非平凡体拓扑的结果。结果表明,在具有一个能带交叉点的拓扑半金属中,所有带隙超导体都是非阿贝尔超导体。这样一个属性是广义的相关,但更一般的系统,这将是有用的,在寻找非阿贝尔超导体和马约拉纳费米子。
2013-01-11 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con quant-ph
Abelian and non-abelian anyons in integer quantum anomalous Hall effect and topological phase transitions via superconducting proximity effect
本文研究了正方晶格上一类二分量霍尔模型所描述的量子反常霍尔效应。我们表明,后者可以转化为赝自旋三重态p+ ip波配对超流体。在长波长范围内,基态波函数由类似于双层量子霍尔效应的中性费米子的Halperin(1,1,-1)态描述。涡旋激发是电荷e/2阿贝尔任意子,携带中性狄拉克费米子零模。超导邻近效应诱导“层”之间的“隧穿”,这导致拓扑相变,从而狄拉克费米子零模式分馏和马约拉纳费米子出现在边缘状态。携带Majorana零模的电荷e/2涡旋激发是非阿贝尔任意子。邻近效应也可以驱动传统绝缘体进入具有Majorana边缘模和非阿贝尔涡旋激发的量子反常霍尔效应态。
2011-03-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el hep-th
Mobile Majorana zero-modes in two-channel Kondo insulators
非阿贝尔任意子在拓扑量子计算中非常受欢迎,马约拉纳费米子提供了一条有希望的途径,特别是具有非平凡互统计的零模。然而,在物质中实现马约拉纳零模式是一个挑战,在手性超导体,纳米线和自旋液体中有各种各样的建议,但没有明确的实验例子。长期以来,重费米子材料在双通道近藤杂质位置上拥有马约拉纳费米子,然而,这些杂质不能被移动,并且通常出现在金属中,其中没有间隙消除了拓扑保护。在这里,我们考虑这些双通道近藤杂质,在四分之一填充形成近藤绝缘体的有序晶格。我们表明,在这种状态下的拓扑缺陷将主机马约拉纳零模式,或可能更复杂的parafermions。这些态被绝缘能隙保护,并可被编织,为在重费米子材料中实现拓扑量子计算提供了新的可能性。
2021-04-22 cond-mat.str-el
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
Fractional topological superconductors with fractionalized Majorana fermions
在本文中,我们介绍了一个二维分数拓扑超导体(FTSC)作为一个强关联的拓扑状态,可以通过诱导的阿贝尔分数量子霍尔态的超导性,通过邻近效应。当邻近耦合较弱时,FTSC具有与其母态相同的拓扑序,因此是阿贝尔的。然而,在增加邻近耦合时,这种阿贝尔FTSC的体隙关闭并重新打开,导致新的拓扑顺序:非阿贝尔FTSC。利用几个参数,我们将推测描述非阿贝尔FTSC边缘态的共形场论(CFT)是$U(1)/Z_2$轨道理论,并利用它写出基态波函数。此外,我们预测FTSC的基础上的Laughlin状态在$ν=1/m$填充主机分数马约拉纳零模式绑定到超导涡旋。这些零模是非阿贝尔准粒子,这在它们的量子维数$d_m=\sqrt{2m}$中是显而易见的。利用基于棱边CFT的多准粒子波函数,导出了零模的投影辫阵。最后,非阿贝尔FTSC和$Z_{2m}$转子模型具有相似的拓扑顺序之间的连接进行了说明。
2013-01-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Synthesizing Majorana zero-energy modes in a periodically gated quantum wire
我们探索了一个方案,工程的一维无自旋p波超导体托管不成对的马约拉纳零能量模式,使用一个全电的设置与自旋轨道耦合量子线接近的s波超导体。通过采用周期性调制的Rashba相互作用来确保由单个自旋分裂能带所需的费米能级的交叉,所述Rashba相互作用由电子-电子相互作用和均匀的Dresselhaus相互作用辅助,在两个自旋轨道移动的费米点处打开间隙。虽然在混合超导体-半导体器件中的实现需要改进当今的能力,但是我们的方案的变体(其中自旋-轨道耦合冷费米子有效地邻近耦合到Feshbach分子的BEC储库)可以提供即用型平台。
2016-06-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Does the existence of Majorana zero mode in superconducting vortices imply the superconductivity is topologically non-trivial?
我们表明,存在的马约拉纳零模式(2D),和手征色散马约拉纳模式(3D),在超导体的涡核是既不充分也不必要的条件下,得出结论的超导性是拓扑非平凡的。我们讨论了这一结果的相关性邻近诱导超导,在磁场的存在下,在拓扑绝缘体的表面。
2018-12-30 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Strain-engineered Majorana Zero Energy Modes and ϕ0 Josephson State in Black Phosphorus
我们发展了一个理论,用于研究黑磷(BP)器件与超导体近接耦合中Majorana零能模的应变控制和约瑟夫森效应。采用现实的值的带参数受到应变,我们表明,应变关闭BP的本征带隙,然而,从超导体的邻近效应重新打开它,并创建狄拉克和Weyl节点。我们的研究结果表明,马约拉纳零能平带连接的带反转的制度,其中它们相关的态密度是本地化的设备的边缘内的节点。在铁磁介导的约瑟夫森配置中,交换场除了产生对应于自发超电流的0.50相移之外,还在超导相位关系中诱导超谐波,并且应变提供了控制这些现象的有效工具。我们分析了我们的研究结果的实验意义,并表明,他们可以铺平道路,创造一个丰富的平台,研究二维狄拉克和外尔超导。
2018-08-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Superconducting proximity effect in topological metals
三维拓扑绝缘体中的超导邻近效应是由界面处的Majorana束缚态引起的。然而,用于3D TI的大多数候选材料是体金属,其中在费米能级处的体状态与表现出自旋-动量锁定的明确定义的表面状态共存。在这样的拓扑金属中,邻近效应可以与TI中的邻近效应定性地不同。通过研究Bogoliubov-de Gennes形式主义中的模型拓扑金属-超导体(TM-SC)异质结构,我们表明,对振幅到达裸露的表面,不像在拓扑绝缘体-超导体(TI-SC)异质结构中,它被限制在界面。此外,我们预测涡旋束缚态光谱包含一个马约拉纳零模式本地化在裸露的表面,从散装涡旋束缚态光谱由有限的能隙在这样的TM-SC异质结构。这些裸露的表面结合的模式是经得起实验观察和操纵,呈现出优势的TM-SC的TI-SC。
2014-12-09 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
A theorem for the existence of Majorana fermion modes in spin-orbit-coupled semiconductors
本文证明了当半导体薄膜与s波超导体相邻时,具有相当大自旋轨道耦合的半导体薄膜中存在Majorana零模的一个指数定理。该定理类似于一维狄拉克理论中质量畴壁零模的Jackiw-Rebbi指数定理,适用于由邻近效应引起的s波超导和塞曼分裂的半导体薄膜中具有奇通量量子的涡旋。本文提出的零模解的动量空间结构是对涡核处Bogoliubov-de Gennes方程的近似实空间解的补充[J. D。Sau等人,arXiv:0907.2239],证明了半导体异质结构中存在非简并的零能Majorana激发和由此产生的非阿贝尔拓扑序。随着邻近诱导对势的增加,非阿贝尔超导态发生拓扑量子相变,成为无拓扑序的普通s波超导态.
2009-10-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Majorana Zero Modes in Semiconductor Nanowires in Contact with Higher-$T_c$ Superconductors
我们分析的前景稳定马约拉纳零模式的半导体纳米线,接近耦合到高温超导体。我们从铁磷属元素化物的例子开始,虽然它们是s波超导体,但人们相信它们具有改变符号的超导能隙。然后,我们考虑铜酸盐超导体的情况。我们表明,纳米线的台阶状表面上,特别是在斜方晶材料,如YBCO,可以支持马约拉纳零模式在高温下。
2012-08-30 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Distinguishing between Topological and Quasi Majorana Zero Modes with a Dissipative Resonant Level
区分拓扑马约拉纳零模式和准马约拉纳模式-平凡的低能量Andreev束缚态-是实现拓扑混合纳米线器件的重要一步。我们建议,这种区别可以通过连接一个混合纳米线的耗散谐振水平实现的量子点弱耦合到高电阻引线。我们表明,定性的谐振水平零偏置电导峰的宽度的温度标度提供了一个独特的真正的马约拉纳零模式的签名。由一个真正的马约拉纳零模式诱导的简并进一步示出,以稳定此电导峰对粒子-空穴不对称性。
2020-02-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
A generic new platform for topological quantum computation using semiconductor heterostructures
我们表明,薄膜的半导体,如GaAs,其中的s波超导性和塞曼分裂诱导的邻近效应,支持零能量马约拉纳费米子模式在普通的涡旋激发。拓扑有序的关键是自旋轨道耦合的存在,与邻近诱导的s波超导共存。由于时间反演对称性被明确打破,薄膜的边缘构成了手性马约拉纳线。我们提出的异质结构--半导体薄膜夹在s波超导体和磁性绝缘体之间--是一个通用的系统,它可以作为拓扑量子计算的平台,凭借非阿贝尔马约拉纳费米子的存在。
2010-01-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Robustness of Majorana fermions in 2D topological superconductors
在二维手征p波超导体中,被捕获在涡旋核处的零能量马约拉纳费米子激发遵循非阿贝尔统计,这可以潜在地用于构建拓扑量子计算机。Majorana态受到小能隙$Δ^2/ε_F$($Δ$:体能隙,$ε_F$:费米能)的保护而不受热效应的影响,小能隙是涡核中高能、非拓扑束缚态的激发能隙。只有当$T \ll Δ^2/ε_F \sim 0.1$ mK时,才能保证对热效应的鲁棒性,这是一个非常严格的实验约束。在这里,我们表明,当s波超导性是邻近诱导的表面上的拓扑绝缘体或自旋-轨道耦合半导体,最近已经建议,所产生的非阿贝尔态的微隙可以是数量级大于手征p波超导体。具体地,对于具有高势垒势垒的界面,微带隙可以高达$\sim Δ\gg Δ^2/ε_F $,其中$Δ$是负责邻近效应的s波超导体的体带隙。
2010-09-30 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Engineering Majorana Kramers Pairs In Synthetic High Spin Chern Insulators
Northeastern University(东北大学);Academia Sinica(中央研究院)
本研究探究高自旋陈数拓扑相边缘态的相互作用驱动相,揭示超导相与DIII类拓扑超导体的绝热关联,提出在冷原子平台实现马约拉纳克莱默对的方案并分析其优势。
2024-12-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el physics.atm-clus
Majorana edge states in interacting one-dimensional systems
我们表明,一维电子系统的超导体附近,支持马约拉纳边缘状态是非常容易受到电子-电子相互作用。强相互作用一般会破坏稳定马约拉纳边缘态的诱导超导能隙。对于弱相互作用,重正化的差距是非普遍的,并允许一个政权,其中马约拉纳边缘状态持续存在。我们提出了如何实现这一制度的战略。
2010-12-30 cond-mat.str-el
Majorana coupling and Kondo screening of localized spins
本文理论分析了量子点局域磁矩在耦合金属导线与拓扑超导线时的命运,发现Majorana模式邻近效应使磁矩由1/4降至1/16,且与导线耦合引发的Kondo效应在强耦合下使Kondo温度大幅升高并完全屏蔽磁矩。
2023-04-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Interacting Majorana Fermions
马约拉纳费米子是复杂费米子(如普通电子)的真实(在数学意义上)对应物。拓扑量子计算的前景导致了在各种合成平台上实现这些粒子的实质性实验进展。马约拉纳费米子的发现引发了一个基本问题:如果允许许多马约拉纳费米子相互作用,物质会出现什么样的相?在这里,我们回顾了最近的进展,在这个方向上提出的实验装置,分析和数值计算结果的低维晶格模型,和精确可解的Sachdev-Ye-Kitaev模型。迄今为止的早期进展表明,具有马约拉纳构建块的物质的强关联相可以表现出许多新颖的现象,例如凝聚态系统中涌现的时空超对称性,拓扑有序和黑洞物理。它们还可以通过实现Fibonacci相位和仅基于测量的表面码为通用拓扑量子计算提供替代途径。
2018-11-06 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Search for superconducting proximity effect in a topological insulator and high temperature superconductor heterostructure Bi2Se3/Bi2Sr2CaCu2O8+
理解拓扑绝缘体表面的超导邻近效应对于在固态环境中实现拓扑超导和Majorana费米子具有重要意义。制备了拓扑绝缘体(TI)Bi 2Se 3薄膜与高温超导体Bi 2Sr 2CaCu 2 O 8+(Tc ~ 91 K)之间的异质结构样品。利用角分辨光电子能谱(angle-resolvedphotoemission spectroscopy,AES)研究了Bi_2Se_3薄膜的电子结构和表面超导能隙的存在。我们的系统数据表明,在样品温度低至10 K(<<91 K)的拓扑表面态中没有明显的邻近诱导超导能隙,置信水平为5 meV,比以前声称的要小得多,这表明在TI表面上几乎不存在邻近诱导的超导性。我们的动量空间成像提供了证据的Bi 2Se 3/Bi 2Sr 2CaCu 2 O 8+样品,我们认为这是由于晶格晶体对称性的强烈失配的两个结晶相共存。我们的数据确定的主要贡献者在减少接近诱导的超导能隙低于meV的范围内,包括Bi 2Se 3和Bi 2Sr 2CaCu 2 O 8+费米表面之间的动量空间重叠的缺乏,晶格晶体对称性和超导配对对称性的强烈失配,以及在Bi 2Sr 2CaCu 2 O 8+的超导相干长度非常短。我们的ARPES研究不仅提供了关键的动量空间的见解Bi 2Se 3/Bi 2Sr 2CaCu 2 O 8+异质结构,但也设置了上限的接近诱导间隙实现马约拉纳费米子条件在这个系统中,这可…
2014-03-19 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Majorana orthogonal transformation and Majorana zero modes in free fermionic systems
我们研究自由费米子模型主机马约拉纳零模使用马约拉纳正交变换,这是一种类型的变换下的复杂费米子马约拉纳表示不同的费米子模型。利用Majorana正交变换,得到了二重$p_{x}+ip_{y}$拓扑超导体的U(1)拓扑规范理论,并利用场论方法研究了涡旋的Majorana零模和多重涡旋的简并分裂.对于格点Majorana跳跃模型,我们进行实空间分析的Majorana零模式。在一个维度上,解耦的Su-Schrieffer-Heeger模型和Kitaev链作为复合模型的例子和构建块进行了讨论。在二维空间中,引入了一个实现$p_{x}+ip_{y}$超导体的简单晶格模型,并明确地写出了它的缺陷Majorana零模。我们引入了一个系统的方法来获得托管马约拉纳零模式的模型,其中复合模型是从两个独立的马约拉纳跳跃模型马约拉纳正交变换。三个一维模型提出并讨论作为例子。
2021-09-06 cond-mat.str-el
Non-local response in the disordered Majorana chain
自从在半导体纳米线的末端发现马约拉纳费米子以来,实现拓扑量子计算机的前景变得更加光明。这些马约拉纳零模式坚持存在的强无序,可能存在于这样的系统中,受本地化系统的流动性差距。最近提出的操纵马约拉纳链中的量子信息的建议涉及在一维纳米线网络中动态调节栅极电压。然而,正如我们所示,在绝热极限下,一个无序系统与多个零模马约拉纳费米子将经历一个非本地的响应,通过一个多能级朗道-齐纳过渡的本地扰动。这将使存储在目标零模式中的量子信息分散在系统中存在的其他零模式中,使受控门的实现复杂化。然而,有一个解决方案,可能在实践中工作:我们表明,有一个最佳的窗口,在此期间的中间时间尺度的量子信息是近似保存下操纵。
2016-07-29 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Size Constraints on Majorana Beamsplitter Interferometer: Majorana Coupling and Surface-Bulk Scattering
在凝聚态物理中,超导体附近的拓扑绝缘体表面已经被提出作为产生马约拉纳费米子的一种方法。一个最简单的建议实验与这样的系统是马约拉纳干涉测量。在这里,我们考虑两个可能相互冲突的限制,这样的干涉仪的大小。从干涉仪的边缘(臂)到设备中心的涡旋的马约拉纳模式的耦合设置了设备尺寸的下限。另一方面,散射到通常不完全绝缘的块体设置上限。从实验参数的估计,我们发现,典型的样品可能没有尺寸窗口中的马约拉纳干涉仪可以操作,这意味着必须探索新一代的更高绝缘的样品。
2018-03-05 cond-mat.str-el
Coherent manipulation of Kondo Majoranas in two-channel Kondo setups
University of Cincinnati(辛辛那提大学);Instituto de Ciencia de Materiales de Madrid (ICMM), Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC)(马德里材料科学研究所,西班牙国家研究委员会);Universidad Autónoma de Madrid(马德里自治大学)
研究双通道Kondo体系中Majorana零模的相干操控,通过紧致化格点模型展示非局域量子比特、隐形传态、融合和编织操作,并区分非拓扑与拓扑Y结几何,后者实现非阿贝尔几何相位。
2026-06-08 cond-mat.str-el
Majorana zero modes in a quantum wire platform without Rashba spin-orbit coupling
我们提出了一个平台,工程螺旋费米子在杂交双量子线设置。当我们的装置是接近耦合到一个$s$波超导体,它可以成为一个类$D$拓扑超导体展示马约拉纳零模式。这个提议的目标是将可用的哈密顿量群扩展到那些没有强Rashba自旋轨道相互作用的哈密顿量群,这对许多其他方法来说是必不可少的。此外,我们还证明了存在电子-电子相互作用,它稳定了服从$\mathbb{Z}^{\,}_{3}$仿费米代数的分数激发。
2020-05-18 cond-mat.str-el
Spinon Majorana fermions
提出了利用拓扑邻近效应在阻挫磁体中实现马约拉纳费米子的方法。具体地说,我们考虑了一个理论模型,其中一个拓扑绝缘体耦合到阻挫磁性材料通过自旋交换相互作用。利用基于重整化群的自洽平均场方法,通过计算拓扑绝缘体引起的自能修正,我们发现狄拉克锥的自旋织构和自旋动量锁定将被附近阻挫磁体中的自旋子继承.这导致了支持马约拉纳激发的物质的特定拓扑状态。与SC系统中的传统实现不同,这些马约拉纳费米子是自旋子和反自旋子的组合,而不是电子和空穴。它们可以参与自旋子的输运,导致自旋输运的非平凡性质。
2016-09-23 cond-mat.str-el
Interface and Phase Transition between Moore-Read and Halperin 331 Fractional Quantum Hall States: Realization of Chiral Majorana Fermion
我们考虑了在半满朗道能级中分离Moore-Read态和Halperin 331态的界面,该界面可以在具有不同阱间隧穿和/或相互作用强度的双量子阱系统中实现.我们发现,在存在电子隧穿和强库仑相互作用的界面,所有的电荷模式本地化和唯一的传播模式离开是手征马约拉纳费米子模式。提出了探测这种中性模式的方法。Moore-Read态和Halperin 331态之间的量子相变由这样的Majorana费米子模的网络描述。除了直接跃迁外,它们也可能被马约拉纳费米子离域的相分开,实现了一种不可压缩的状态,表现出量子霍尔电荷传输和体热传导。
2017-12-22 cond-mat.str-el