Leakage of the Majorana quasiparticles in Rashba nanowire deposited on superconducting--normal substrate
最近的实验表明，在低维结构的末端实现马约拉纳准粒子的可能性。在这类系统中，自旋轨道耦合、超导性和磁场之间的相互作用导致拓扑非平凡相的Majorana束缚态的出现。在这里，我们研究的纳米线部分位于正常和超导的基础上，使用这种结构的微观模型和Bogoliubov-de ~Gennes技术。我们讨论了位于超导衬底上方的Majorana束缚态向正常材料上方泄漏的可能性。我们已经证明，这是可能的，只有一些特定的潜力，施加到正常的一部分。
2018-01-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Braiding a novel kind of Majorana-like quasiparticles in nanowire quantum dots
对于电驱动的自旋轨道耦合纳米线量子点中的电子，我们发现了一个自旋轨道耦合-磁锁相条件，在此条件下，我们得到了一组完整的薛定谔小猫态，其中包含一些新的简并基态，在非驱动情况下，这些基态具有振荡的波包或稳态的双包.我们确定这样的波包马约拉纳类准粒子，并证明他们服从非阿贝尔统计和中性粒子的行为相似。基于简并非阿贝尔准粒子的交换的编织操作被示出，该操作使系统在不同的基态之间移动，并且可能对来自环境的扰动和弱噪声不敏感。该结果可以在现有的实验装置中进行实验验证，并可以作为首阶结果直接推广到弱耦合单电子量子点阵列的拓扑量子计算中。
2018-03-04 cond-mat.mes-hall quant-ph
Zero-energy quasiparticles in an interacting nanowire containing a topological Josephson junction
研究了具有粒子-空穴对称最近邻相互作用的Kitaev链中的约瑟夫森结。当跨结的相位差是$π$，我们分析表明，全谱是四倍退化的校正，消失在系统的大小指数。已知在链末端的马约拉纳束缚态在相互作用中幸存。我们的结果证明，同样的情况下，零能量准粒子局域在结。我们进一步研究有限尺寸的数值修正，并显示如何排斥相互作用导致更强的端到端的相关性比在一个非相互作用的系统具有相同的体积间隙。
2020-03-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Delocalisation of Majorana quasiparticles in plaquette--nanowire hybrid system
超导性、自旋轨道耦合和磁场之间的相互作用可以导致拓扑非平凡态的实现，在有限的一维纳米线中，这种非平凡态表现为一对零能量的Majorana束缚态的出现。另一方面，在二维系统中，可能出现由边缘态贡献的自旋流。我们研究了一维纳米线与二维元胞连接的混合维系统中束缚态的新性质。这种设置可以外延地图案化，例如使用类似于最近由F. Nichele等人，物理修订信函119，136803（2017）。我们研究这个系统，假设它的部分或整个结构是在拓扑非平凡的超导状态。我们的研究结果预测离域的马约拉纳模式，泄漏后，从纳米线的纳米团簇有一些倾向于其角落。
2018-12-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Probing thermalization and dynamics of high-energy quasiparticles in a superconducting nanowire by scanning critical current microscopy
利用低温扫描隧道显微镜独立调节高能准粒子注入的能量与速率，发现纳米线临界电流降低主要由注入功率控制，证明了热机制并揭示了热点的快速动力学。
2022-10-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Heat hunting in freezer: Direct measurement of quasiparticle diffusion in superconducting nanowire
超导体中非平衡准粒子的传播和弛豫对于许多纳米器件的功能至关重要，使其中一些器件能够运行，并限制其他器件的性能。加热到晶格温度以上的准粒子可以通过声子或光子发射通道局部弛豫，或者在纳米结构中扩散到可感知的距离，从而改变其远程组件的功能。由于准粒子的快速动力学特性，在实验上实时跟踪准粒子一直是一个具有挑战性的任务。与电子纳米测温法，基于温度相关的超导纳米桥的开关电流的探测，我们监测热脉冲所携带的非平衡准粒子的通量，因为它通过我们的检测器与噪声等效温度的$10\,$ mK / $ \sqrt N$，其中$N$是脉冲探测桥（通常$N=10000$）的数量，和一个纳秒的时间分辨率。测量提供了准粒子在超导铝带中扩散的图像，并直接确定扩散常数$D$等于$100$ cm $^2$ /s，没有可见的能量依赖性。
2019-11-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Coulomb-exchange effects in nanowires with spin splitting due to a radial electric field
本文研究了在径向电场作用下，圆柱形量子线中电子与自旋轨道的Rashba型耦合作用下的库仑交换相互作用。讨论了自旋劈裂对单粒子能带色散、准粒子有效质量和系统每粒子总交换能的影响。交换相互作用通常抑制最低纳米线子带中的准粒子有效质量，并且发现有限的自旋分裂显著增加准粒子质量抑制的幅度（在实验相关参数范围内高达15%）。相比之下，自旋-轨道耦合导致每个粒子的交换能的大小适度（1%水平）降低。我们的研究结果揭示了量子限制系统中自旋轨道耦合和库仑相互作用的相互作用，包括那些预计将托管奇异准粒子激发。
2015-09-07 cond-mat.mes-hall
Charge-neutral nonlocal response in superconductor-InAs nanowire hybrid devices
在正常超导正常（NSN）混合结构的非局域准粒子输运探测子间隙状态的邻近区域，是特别有吸引力的马约拉纳研究的背景下。电导测量只能提供类电子和类空穴准粒子激发的非局域响应的部分信息。在这项工作中，我们将展示如何非本地散粒噪声测量提供了一个失踪的拼图在NSN InAs的基于MEMS的设备。我们表明，在一个平凡的超导相准粒子的响应几乎是电荷中性的，占主导地位的热传输组件的热导的顺序上的电导量子。这是定性地解释了大量的Andreev反射的扩散准粒子，使其电荷完全不确定。一致的，强烈的波动和符号反转观察到的子间隙非局域电导，包括偶尔的Andreev整流信号。我们的研究结果证明电导和噪声作为补充测量，以表征准粒子输运超导邻近装置。
2021-08-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Parity lifetime of bound states in a proximitized semiconductor nanowire
准粒子激发可以损害超导器件的性能，导致高频耗散，约瑟夫森量子位的退相干，以及拟议的基于马约拉纳的拓扑量子计算机中的编织错误。准粒子动力学已经在金属超导体中得到了详细的研究，但在超导体-超导体结构中仍然相对未被探索，这是现在在拓扑超导性的背景下被强烈追求的。为此，我们引入了一种新的物理系统，该系统由栅极限制的半导体纳米线和外延生长的超导体层组成，产生了隔离的、邻近的纳米线段。我们通过偏置光谱识别半导体中的Andreev类束缚态，确定准粒子激发的特征温度和磁场，并提取超过10 ms的半导体中束缚态的宇称寿命（中毒时间）。
2015-01-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Majorana qubit decoherence by quasiparticle poisoning
我们考虑的问题，准粒子中毒的马约拉纳量子位，自旋轨道耦合的半导体线被放置在（散装）超导体的顶部的基于量子阱的实现。通过利用最近的实验数据表现出的低温残留的非平衡准粒子人口在超导体的证据，我们通过分析和数值计算表明，由于准粒子隧穿到纳米线的退相时间可能是有问题的短，以允许量子位操纵。
2012-05-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con quant-ph
Quasiparticle trapping by orbital effect in a hybrid superconducting-semiconducting circuit
准粒子在约瑟夫森结中的隧穿效应对超导量子比特和电荷宇称量子比特的相干性产生了重要影响，并且在磁场中更容易发生。在这里，我们证明了宇称寿命超过50 $\,\mathrmμ$ s在磁场高达1 $\,$ T，利用半导体纳米线transmon实时检测QP隧穿。我们利用门可调QP过滤器，并找到磁场增强的奇偶寿命，符合增加QP捕获的非门控纳米线由于轨道效应。我们的研究结果强调了QP陷阱工程对于构建磁场兼容混合超导电路的重要性。
2021-05-23 cond-mat.mes-hall
Electronic transport in double-nanowire superconducting islands with multiple terminals
我们表征原位生长的平行纳米线桥超导岛。磁场和温度依赖性的库仑阻塞峰测量跨不同对的纳米线端部是一致的子带隙状态扩展的混合平行纳米线岛。作为门可调，可通过多个终端和免费的准粒子中毒，这些纳米线显示承诺的实施几个建议，依赖于并行纳米线平台。
2022-03-17 cond-mat.mes-hall
Designing Majorana Quasiparticles in InAsP Quantum Dots in InP Nanowires with Variational Quantum Eigenvalue Solver
本文利用百万原子计算、精确对角化和变分量子特征值求解器，在InP纳米线中的InAsP量子点中设计Majorana零能模，验证了VQE在拓扑相中模拟多体谱的有效性。
2025-01-06 cond-mat.mes-hall quant-ph
Spin and Charge Signatures of Topological Superconductivity in Rashba Nanowires
我们考虑了一种具有邻近带隙的Rashba纳米线，它可以通过调节外部磁场或化学势而进入拓扑相。研究了开、闭系统中体准粒子态通过拓扑跃迁时的自旋和电荷。我们表明，分析和数值，自旋周围的拓扑间隙的散装状态反转其符号时，由于带反转的过渡，独立的存在下，在系统中的马约拉纳费米子。这种自旋反转可以被认为是可以通过实验获得的拓扑超导性的体特征。我们发现一个类似的行为的散装准粒子状态的电荷，也表现出在过渡的符号反转。我们表明，这些签名是强大的，对随机静态无序。
2017-07-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Microwave spectroscopy of Andreev states in InAs nanowire-based hybrid junctions using a flip-chip layout
基于半导体纳米线的约瑟夫森结是用于电可调量子位结构（例如门控子或Andreev量子位）的潜在构建块。然而，一个实际的实现需要彻底调查的内在激发光谱。在这里，我们展示了低损耗超导微波电路的制造，结合高品质因数与良好的控制栅极架构，利用倒装芯片的方法。利用该平台对原位生长的InAs/Al核/半壳纳米线的Andreev态进行了单色调和双色调实验，并利用荫罩定义的约瑟夫森结对Andreev态进行了测量。在门控和磁通偏置光谱测量中，我们发现了由光子吸收介导的离散Andreev束缚态之间的单个准粒子和准粒子对跃迁的清晰特征。我们的实验结果支持模拟表明，该结驻留在中间通道长度制度。
2021-12-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Majorana quasiparticles in condensed matter
在不到十年的时间里，在凝聚态物质中寻找Majorana准粒子已经成为物理学中最热门的话题之一。这篇评论的目的是提供一个简要的视角，我们在那里强烈关注人工实现一维拓扑超导性。在一个独立的介绍和一些技术部分之后，给出了当前实验状态的概述，并详细讨论了过去几年中最成功的一些实验。这些包括新一代的弹道InSb纳米线器件，外延铝InAs纳米线和Majorana盒，高频实验与proximitized量子自旋霍尔绝缘体实现碲化汞量子阱和最近的实验上的铁磁原子链的超导表面上。
2018-02-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Decoherence of Majorana qubits by 1/f noise
University of Sydney（悉尼大学）；Concordia University（康科迪亚大学）；University of New South Wales（新南威尔士大学）
研究超导-半导体纳米线中Majorana零模量子比特受1/f电荷噪声高频分量导致的退相干，发现其退相干机制与常规超导量子比特类似，需通过工程策略和折衷来抑制。
2026-05-22 cond-mat.mes-hall quant-ph
Spin-resolved nonlocal transport in proximitized Rashba nanowires
本文数值研究邻近效应Rashba纳米线，提出利用自旋极化侧向引线的非局域电导符号探测准粒子自旋密度，并实现拓扑相变识别及CAR/ECT过程切换。
2024-09-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Hot Electrons Regain Coherence in Semiconducting Nanowires
该研究利用扫描隧道显微镜首次观测到一维半导体纳米线中热电子退相干性随能量非单调演化并在高能区恢复稳定的现象，为高能量量子应用提供了新途径。
2017-04-09 cond-mat.mes-hall
Anomalous shot noise in a bad metal beta-tantalum
该研究测量β-Ta纳米线的电子散粒噪声，发现其Fano因子随温度变化且低于准粒子扩散预期，同时排除跳跃输运，表明β-Ta可能具有关联电子液体。
2025-02-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
A quasiparticle-injection superconducting microwave relaxation oscillator
NEST, Istituto Nanoscienze-CNR and Scuola Normale Superiore（纳米科学研究所-意大利国家研究委员会与比萨高等师范学院）
提出一种通过隧道结注入准粒子控制纳米线开关电流的QUISTRON超导微波弛豫振荡器，实现1-10 GHz频率可调振荡，每周期能耗约100 zJ。
2024-07-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Quantum phase fluctuations and density of states in superconducting nanowires
我们认为，序参量相位的量子涨落可能强烈地影响超导导线中的电子态密度（DOS）。我们证明，这种波动的效果是等效的量子耗散环境所形成的声音一样的等离子体模式沿导线传播。我们推导出一个非微扰的表达，充分考虑量子相位波动的超导纳米线的局部电子DOS。在任何非零温度下，这些涨落会抹去超导能隙附近DOS中的平方根奇异性，并在亚能隙能量下产生准粒子态。此外，在足够大的值的线阻抗，这种奇异性被抑制到$T=0$，在这种情况下，DOS趋于零，在子间隙能量和表现出的幂律行为以上的间隙。我们的预测可以在超导纳米线的隧穿实验中直接得到验证。
2017-04-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Fermionic and Majorana Bound States in Hybrid Nanowires with Non-Uniform Spin-Orbit Interaction
研究了在磁场存在下，具有非均匀自旋轨道相互作用（SOI）和邻近诱导超导带隙的Rashba纳米线拓扑相中的带隙内束缚态.我们发现，费米束缚态（FBS）可以出现在邻近间隙内。它们位于两个线部分之间的结处，其特征在于SOI矢量的不同方向，并且它们与位于纳米线末端的马约拉纳束缚态（MBS）共存。FBS的能量由SOI矢量之间的角度和SOI与费米波长和局域化长度相比变化的长度尺度确定。我们还考虑了双结，并表明这两个新兴的FBS可以杂交，并形成一个双量子点的结构内的差距。我们找到明确的解析解的束缚态和它们的能量为某些参数制度，如弱和强SOI。分析结果证实和补充了一个独立的数值紧束缚模型的方法。这样的FBS可以作为准粒子陷阱，因此可以对基于编织MBS的拓扑量子计算方案产生影响。
2014-08-14 cond-mat.mes-hall
Conductance Spectroscopy of Majorana Zero Modes in Superconductor-Magnetic Insulating Nanowire Hybrid Systems
最近，人们对超导体-磁绝缘体混合Rashba纳米线装置产生了兴趣，该装置可能在较小的外部塞曼场处承载马约拉纳零模式。使用非平衡格林函数技术，我们开发了一个量子输运模型，占准粒子动力学之间的相互作用，在超导体-磁性绝缘体双层结构和通过Rashba纳米线的运输过程。我们提供了一个三端设置的分析，以探测清洁和无序纳米线的本地和非本地电导。我们揭示了能隙的闭合和重新打开，随后出现了近零能态，这可以归因于清洁极限中的拓扑零模。在无序势的存在下，平凡的Andreev束缚态可能会形成让人想起拓扑零模式的签名。我们的研究结果提供了基于运输的制度，支持在这些混合系统中形成的马约拉纳模式的分析，同时调查设备上的混乱的影响。
2023-01-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Light-hole Exciton in Nanowire Quantum Dot
插入半导体纳米线内的量子点是非常有前途的候选者，作为基于固态的量子计算和通信的构建块。它们提供非常高的结晶和光学性质，并提供用于电接触的便利几何形状。完全确定和完全控制它们的发射特性是纳米科学研究人员的关键目标之一。在这里，我们使用应变作为工具，在单个磁性纳米线量子点中产生光空穴激子，光空穴激子是由单个电子与单个光空穴结合形成的光学活性准粒子。在这个框架下，我们提供了一个一般的描述内的混合空穴四重态引起的应变或约束。阴极射线发光，偏振分辨傅立叶成像和磁光光谱的多仪器组合，使我们能够充分表征的空穴基态，包括其价带混合与重空穴状态。
2016-11-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.other physics.optics
Quasiparticle Interference Studies of Quantum Materials
奇异电子态在新的量子材料中得以实现。这一领域是革命性的材料拓扑分类。这样的化合物必然在其边界上具有独特的状态。这些表面态的扫描隧道显微镜研究提供了丰富的光谱表征，与从头计算的成功合作。准粒子干涉成像方法被证明是特别有用的探测表面带的色散关系。在这里，如何通过这种方法可以探测各种其他的基本电子特性进行审查。它演示了如何准粒子干涉测量需要介观尺寸量子化和半导体纳米线中的电子相位相干性;螺旋自旋保护和能量动量波动的拓扑绝缘体;和布洛赫波函数的结构和拓扑电子状态的相对不敏感性的拓扑Weyl半金属表面电位。
2021-08-31 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Fate of the superconducting state in floating islands of hybrid nanowire devices
本文研究了全壳Al-InAs纳米线浮岛中输运电流对超导序参量的影响，揭示了超导抑制的三种不同机制，并指出有限偏压输运谱学的潜在缺陷。
2024-03-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
On controlling the bound states in quantum-dot hybrid-nanowire
最近的实验使用量子点耦合到拓扑超导纳米线[M. T. Deng等人，科学354，1557（2016）}]揭示了零能量束缚态从Andreev束缚态聚结。这种存在于量子点中的准粒子态可以通过磁和静电手段来控制。我们使用量子点-纳米线结构的微观模型来再现实验结果，应用Bogoliubov-de ~Gennes技术。这是通过研究各种类型的束缚态的栅极电压依赖性和它们之间的相互影响来完成的。我们证明了零能束缚态可以从Andreev束缚态中以拓扑平凡的相位出现，并且可以通过各种手段进行控制。在非平凡拓扑相中，我们证明了这个零能级与Majorana束缚态之间可能的共振。我们讨论并解释了这种现象的结果所讨论的束缚态的主导自旋字符。所提出的结果可以应用在实验研究中，通过使用所提出的纳米器件。
2017-11-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Electrostatic control of quasiparticle poisoning in a hybrid semiconductor-superconductor island
该研究针对超导器件中准粒子中毒导致性能下降的问题，在InAs/Al混合纳米线库仑岛上实现准粒子中毒的静电调控，发现栅极可使固定势垒的峰上隧穿速率变两个数量级，还探究了温度与磁场的影响。
2022-02-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Critical voltage of a mesoscopic superconductor
研究了准粒子分布函数f对超导纳米线性质的影响。我们采用Usadel方程的基础上的数值计算。超越线性响应，我们发现由施加的偏置电压引起的f的非热分布。我们证明了f的偶数部分（能量模f_L）驱动从超导态到正常态的一级跃迁，而与电流无关。
2005-02-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Tunnel conductance spectroscopy via harmonic generation in a hybrid capacitor device
我们利用电容法测量了隧道耦合有限尺寸纳米结构中超导能隙内外的态密度。三次谐波产生被用来产生完整的微分电导谱，而不会破坏低维，否则由紧密的欧姆耦合到电极引起的。该方法是特别相关的尝试辨别脆弱的马约拉纳准粒子在适当的磁场条件下的自旋-轨道耦合纳米线的末端的存在下，由他们的签名中间间隙态密度。
2013-07-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Nonlocal correlations transmitted between quantum dots via short topological superconductor
研究两个量子点经短程拓扑超导纳米线互连的混合结构，揭示重叠 Majorana 模式杂化产生的分子态与非局域关联，并预言可通过交叉 Andreev 反射谱探测，为最小 Kitaev 模型实验提供理论参考。
2024-05-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Dynamical leakage of Majorana mode into side-attached quantum dot
我们研究了一种由单能级量子点与拓扑超导纳米线构成的混合结构，考察了Majorana准粒子向正常区域的动力学转移。受最近实验上实现的这种异质结构及其在稳态条件下的研究的启发[L。Schneider等人，https：//doi.org/10.1038/s41467-020-18540-3，Nature Communications 11，4707（2020）]，其中量子点能级可以通过栅极电势来调谐，我们检查Majorana模式泄漏到正常区域需要多少时间。我们估计，对于典型的混合结构，这个动态过程大约需要20纳秒。我们提出了一个可行的经验协议，其检测的时间分辨Andreev隧道光谱的装置。
2020-12-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Transient effects in quantum dots contacted via topological superconductor
研究拓扑超导纳米线两侧量子点中准粒子态的逐渐发展，探索通过零能马约拉纳模式传递的非平衡交叉关联，揭示电子配对瞬态行为中的非局域特征及其在淬火驱动过程中的表现，对拓扑和常规超导量子比特的编织协议具有重要意义。
2025-09-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Interferometric Single-Shot Parity Measurement in an InAs-Al Hybrid Device
本研究在InAs-Al异质结构栅极纳米线中实现费米子宇称单次干涉测量，验证了马约拉纳零模宇称特性，达成1%的测量错误概率，推进拓扑量子计算基础操作研究。
2024-04-02 cond-mat.mes-hall
