Majorana fermions in finite-size strips in the presence of orbital effects: what is the Majorana polarization telling us?
我们数值研究了在邻近诱导超导对和垂直于带的磁场存在下，具有Rashba自旋轨道耦合的有限尺寸准一维正方形晶格带中Majorana束缚态的形成.我们考虑到塞曼和轨道效应的领域。首先，使用马约拉纳极化，我们证明了这样的系统可以主机多对马约拉纳准粒子。我们构造了相应的拓扑相图，并得出结论，在轨道效应的存在下，拓扑区域被扩展，但保护拓扑状态的间隙减小。
2018-08-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Coupling and braiding Majorana bound states in networks defined in proximitized two-dimensional electron gases
由超导层覆盖的具有强自旋-轨道耦合的二维电子气为Majorana网络提供了一个灵活且潜在可扩展的平台。我们预测马约拉纳束缚态（MBSs）出现在实验上可实现的参数和现实的门电位在两个设计：无论是下面的一个窄条的超导层（S-条纹）或窄条已被删除的均匀层（N-条纹）。可以使用与条带相邻放置的栅极在宽范围（10 $μ$ eV）内对两种类型的MBS的耦合进行调谐< 1 neV to >。对于这两种类型，我们数值计算的两个平行的马约拉纳条纹的两端，以及在音叉几何形状形成的马约拉纳trijunctions的局域态密度。平行马约拉纳条纹之间的MBS耦合可以被抑制低于1毫电子伏的势垒在meV范围内的分离约200 nm。我们进一步表明，在三结的MBS耦合可以在类似的范围内的条纹耦合栅极控制，同时保持相当大的间隙的激发态（几十个$μ$ eV）。总之，这表明编织可以在10-100 ns的时间尺度上进行。
2017-04-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Formation of Majorana fermions in finite-size graphene strips
我们研究了在两个方向上具有开放边界条件的有限尺寸石墨烯带中，在面内磁场的存在下以及在超导衬底附近的Majorana费米子的形成。我们表明，对于足够长的条带的马约拉纳状态可以形成在存在的Rashba样的自旋轨道耦合，以及在存在的非均匀磁场。我们发现，不像无限的石墨烯带中，马约拉纳状态只出现在带的底部和范霍夫奇点附近，对于有限尺寸的系统，这也可以发生在更小的掺杂值，接近狄拉克点，并强烈依赖于系统的短边的类型（例如扶手椅与锯齿形），以及带的宽度。
2017-06-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Two-dimensional platform for networks of Majorana bound states
我们从理论上模拟了一个二维电子气（2DEG）覆盖的超导体，并证明了拓扑超导通道时，超导层的条纹被删除。因此，马约拉纳束缚态（MBS）在条纹的末端被创建。我们计算的拓扑不变量和能隙的一个单一的条纹，使用现实的值为InAs的2DEG proximitized由外延Al层。我们发现，拓扑间隙增强时，结构是不对称的。这可以通过在带材上施加相位差（通过驱动超导电流或使用磁通量回路）或用金属栅极取代一个超导体来实现。这两种策略还使得能够控制MBS分裂，从而促进基于MBS的受控融合的编织和读出方案。最后，我们概述了马约拉纳条纹网络可以设计。
2016-12-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Magnetic orbital motion and 0.5$e^2/h$ conductance of quantum-anomalous-Hall hybrid strips
准粒子的磁致轨道运动对量子-反常-霍尔混合超导材料的电导特性有影响。我们阐明的情况下，拓扑NSN理想的交界处存在的轨道磁运动，显示它如何导致一个减半的量子化电导$0.5e^2/h$，即使在没有马约拉纳模式。磁轨道效应有利于具有有限波数的费米带电模式，与马约拉纳零模式不同，马约拉纳零模式是波数为零的不带电零能量模式。0.5电导平台的偏置灵敏度允许区分这两种情况。由于背散射干扰电导振荡是不存在的带电费米子的情况下。
2018-11-28 cond-mat.mes-hall
Majorana fermions in finite-size strips with in-plane magnetic fields
本文研究了在面内塞曼磁场作用下具有Rashba自旋轨道耦合的准一维系统中产生的Majorana束缚态。使用两种不同的方法，第一，紧束缚哈密顿量的数值对角化，第二，找到哈密顿量的奇点（见参考文献10）。[1-4]），我们得到了这些体系的拓扑相图作为化学势和磁场的函数，并证明了这两种方法的一致性。通过引入无序到这些系统中，我们证实了具有偶数个Majorana对的状态是不拓扑保护的。最后，我们表明，一个正式的计算的$\mathbb{Z}_2$拓扑不变量恢复正确的奇偶性的马约拉纳束缚态对的数量，因此，它是完全符合的无序系统的相图。
2017-12-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Supercurrent vortices and Majorana zero modes induced by an inplane Zeeman field on the surface of a three-dimensional topological insulator
非均匀面内塞曼场可以在超导二维系统和薄膜中诱导自旋轨道耦合电子自发超电流。在这项工作中，它表明，电流涡流可以创建在一个长的均匀磁化的铁磁绝缘体，这是沉积在三维拓扑绝缘体的表面上的条带的末端。假设其表面的s波超导电性具有内在起源，或由邻近效应引起。结果表明，奇涡量的涡旋可以使Majorana零模局部化，而后者也可能是由窄畴壁引起的，这为通过移动畴壁来操纵这些模提供了一种途径.结果表明，涡度可以通过改变条带的磁化强度和宽度来调谐。分析了带磁化强度相对于Berezinsky-Kosterlitz-Erdless跃迁的稳定性。
2020-10-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
How to measure the Majorana polarization of a topological planar Josephson junction
我们分析了拓扑超导电性，并研究了约瑟夫森型结中金属带诱导的零能模的光谱性质。针对这类准粒子的Majorana极化，我们提出了利用自旋选择Andreev反射方法进行经验探测的可行方法。我们的研究揭示了一个逐渐发展的横向梯度的马约拉纳极化的金属带时，增加其宽度。我们还检查的空间轮廓和极化的Majorana准粒子在存在一个强的静电杂质。我们表明，根据其位置，这样的缺陷可以导致大量本地化的马约拉纳模式。
2020-08-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Creating Majorana modes from segmented Fermi surface
我们提出了一个在面内塞曼场作用下从自旋螺旋系统中的二维无带隙超导态制备Majorana束缚态的新平台。拓扑1D通道是由准粒子通过Andreev反射从周围的完全带隙的超导区域的量子限制。我们的建议可以通过在近似的3D拓扑绝缘体上使用磁性绝缘体的窄条来实现。这种设置具有关键的优点，包括：小塞曼场，不需要微调的化学势，去除低能量有害状态，和大的可达到的拓扑间隙。
2020-06-11 cond-mat.mes-hall
Crossover from Majorana edge to end states in quasi-one-dimensional p-wave superconductors
在最近的工作中[Potter和Lee，Phys.Rev.Lett. 105，227003（2010）]，通过数值对角化证明了马约拉纳端态可以定位在理想无自旋p波超导体的样品的相对端，其中条带几何形状超过严格的一维极限。在这里，我们重新审视这个问题，并研究在同一系统中的拓扑量子相变。利用$Z_{2}$拓扑指数给出了Majorana端模存在的相图。结果表明，带状几何的拓扑性质随样品宽度的变化呈振荡变化。
2011-07-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
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
Controllable Majorana fermions on domain walls of a magnetic topological insulator
我们提出在磁性拓扑绝缘体与常规$s$波超导体耦合的磁畴壁条纹上实现一维手征拓扑超导态。局域化的马约拉纳零模可以通过磁力显微术的磁畴写入以可重构的方式构造。该方案可进一步推广到超导自旋螺旋Dirac表面态畴壁处的Majorana零模，并可应用于FeTe $_{0.5}$ Se $_{0.5}$表面上的二维时反不变拓扑超导体.
2018-04-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Cavity quantum electrodynamics with mesoscopic topological superconductors
研究了一维$p$波超导体与微波带线腔的电容耦合。通过探测从腔中出射的光，可以揭示$p$波超导体的电子磁化率。我们分析了两个超导系统：原型Kitaev链，和拓扑半导体线。对于这两个系统，我们表明，光子测量，通过电子的磁化率，使我们能够确定的拓扑相变点，出现的马约拉纳费米子，和他们的基态的奇偶性。我们表明，所有这些影响，这是缺乏有效的理论，考虑到光耦合到马约拉纳费米子只，是由于马约拉纳费米子和体状态的超导体之间的相互作用。
2015-11-19 cond-mat.mes-hall
Majorana fermions: Anholonomy of bound states
发现一维$p$波超导体（$\cal{PWS}$）中出现的Majorana束缚态导致本征值和本征态的奇异量子完整性。由于复布洛赫向量空间中隐藏的简并性，Majorana态被识别为一对例外点（$\cal{EP}$）奇点。这些奇异性是希尔伯特空间中的缺陷，它们以向量空间的坍缩为特征，导致本征空间的M $\ddot{\rm o}$ bius带状结构和奇异量子度量。用$\cal{EP}$语言表示的拓扑相变是两个例外点中的一个奇异点退化为一个具有非奇异量子度规的简并点。这可能提供一个优雅的和有用的框架来表征拓扑方面的马约拉纳费米子和拓扑相变。
2015-10-08 cond-mat.mes-hall quant-ph
Deconfinement of Majorana vortex modes produces a superconducting Landau level
具有动量$K>Δ_0/\hbar v$的空间振荡对势$Δ(r)=Δ_0 e^{2i K\cdot r}$驱动Fu-Kane异质结构（在垂直磁场中，在具有间隙$Δ_0$的超导衬底上，具有费米速度$v$的3D拓扑绝缘体）的涡核中的Majorana束缚态的解除限制跃迁。在零化学势的退精细相中，马约拉纳费米子形成无色散的朗道能级，受到手征对称性的保护，防止由于涡旋散射而加宽。在Majorana Landau能级中电子和空穴的相干叠加可以作为局域态密度随波矢$\sqrt{K^2-(Δ_0/\hbar v)^2}$的振荡来检测。条纹图案也提供了一种测量马约拉纳费米子手性的方法。
2021-05-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
How to formulate the $\mathbb{Z}_8$ topological invariant of Majorana fermion on the lattice
The University of Osaka（大阪大学）
本研究提出了一种在格点上计算Majorana费米子$\mathbb{Z}_8$拓扑不变量的方法，并通过数值验证展示了其与连续理论的一致性。
2026-03-10 cond-mat.mes-hall hep-lat
