Current distributions in stripe Majorana junctions
我们计算了具有有限（$y$）横向长度的正常和Majorana纳米线之间的条形（2D平面）结中的电流和密度分布。在存在具有垂直分量和面内分量的磁场的情况下，正常电极导线中充电电流分布的$y$对称性在马约拉纳相变中发生强烈变化：从存在马约拉纳模式时的中心对称到场倾斜时的横向偏移（如霍尔效应所预期），例如由于投影规则而破坏马约拉纳模式。我们比较准粒子和电荷分布的电流和密度，以及自旋磁化。马约拉纳模式导致结上相反的自旋积累和自旋电流的出现。
2016-08-24 cond-mat.mes-hall
Extended Majorana zero modes in a topological superconducting-normal T-junction
本文研究了由拓扑超导导线和正常金属区连接而成的三端约瑟夫森T结的亚带隙特性。这个系统自然主机零能量Andreev束缚态的自共轭马约拉纳性质，我们表明，他们是，在普通的马约拉纳零模式相反，在正常的金属区域的空间扩展。如果T-结尊重时间反演对称性，我们表明，零模式只分布在两个三个臂的结和调谐超导相允许转移的结臂之间的模式。我们进一步提供隧道电导计算表明，这些功能可以在实验中检测到。我们的研究结果建议一个实验平台，研究空间扩展的马约拉纳零模式的性质。
2017-02-02 cond-mat.mes-hall
Majorana splitting from critical currents in Josephson junctions
一种具有强Rashba自旋轨道耦合的半导体纳米线与超导体耦合，可以通过外部塞曼场调谐到具有Majorana零模的拓扑相。在这里，我们从理论上研究如何在约瑟夫森结这种接近纳米线的基础上，这种奇特的拓扑超导体相体现。特别是，我们专注于临界电流在短结限制（$L_{\rm N}\ll ξ$，其中$L_{\rm N}$是结的长度和$ξ$是超导相干长度），并表明它们包含重要的信息，非平凡的拓扑结构和马约拉纳。这包括在拓扑过渡的间隙反转的签名和一个独特的振荡模式，起源于马约拉纳干扰。有趣的是，这种模式可以通过调整跨结的传输来修改，从而提供了马约拉纳及其能量分裂超出标准隧道光谱实验的补充证据，同时凭借约瑟夫森效应提供了进一步的可调谐性。
2017-11-21 cond-mat.mes-hall
Conductance asymmetry in proximitized magnetic topological insulator junctions with Majorana modes
本文研究了磁性拓扑绝缘体-超导体NSN结中通过Majorana态的电子输运，发现拓扑保护的Majorana模式要求接地电导相对于偏压等分点呈现反对称性。
2023-08-01 cond-mat.mes-hall
Magneto-conductance of topological junctions based on two-dimensional electron gases reveals Majorana phases
本文计算了在垂直磁场作用下，二维电子气结的线性电导。我们考虑两个重要的条款往往被忽视的文献中，磁轨道和横向Rashba自旋轨道。强轨道效应，由于磁场产生拓扑相变到非平凡的阶段托管马约拉纳模式的混合部分。在交界面处的势垒的存在下，揭示了马约拉纳相的量子化高原的高电导，为低的化学势值。在宽结（或大化学势）中，相变发生在低磁场下，但磁导变得异常，缺乏明显的量化平台。
2019-12-04 cond-mat.mes-hall
Multi-Terminal Coulomb-Majorana Junction
我们研究多个螺旋纳米线附近的一个共同的介观超导岛，马约拉纳费米子束缚态形成。我们发现，一个弱的有限充电能量的中心岛可能会显着影响系统的低能量行为。而对于强的充电相互作用，结使连接线弯曲，低于非普适阈值的相互作用可能触发流向奇异的近藤不动点。在任一种情况下，无限电容（接地）设备的理想Andreev反射固定点特性由于相互作用而变得不稳定。
2013-05-15 cond-mat.mes-hall
Detecting the Exchange Phase of Majorana Bound States in a Corbino Geometry Topological Josephson Junction
从绝热交换的马约拉纳束缚态（MBS）的相位揭示了他们的异国情调的任何性质。为了检测这种交换相，我们提出了一种实验装置，由一个在拓扑绝缘体表面上的Corbino几何约瑟夫森结，其中两个MBS在零能量可以创建和旋转。我们发现，如果一个金属尖端是弱耦合到一个点上的结，尖端Majorana耦合的时间平均微分电导显示峰值的尖端电压$eV = \pm (α- 2πl) \hbar/ T_J$，其中$α= π/2$是交换阶段的两个循环MBS，$T_J$是半旋转时间的MBS，和$l$的整数。这一结果构成了马约拉纳费米子交换的一个明确的实验特征。
2015-12-15 cond-mat.mes-hall
Transport properties of the Coulomb-Majorana junction
我们提供了一个全面的库仑-马约拉纳结，其中几个螺旋Luttinger液体纳米线耦合到一个联合介观超导有限的充电能量的低能量子输运的理论描述。考虑到超导导线端部附近形成的Majorana束缚态，我们推导并分析了描述结的非平衡电荷输运性质的Keldysh相作用量。低能物理对应于对称群为SO（M）的双通道近藤模型，其中M是连接到超导体的导线的数量。传输观测，如电导张量或电流噪声相关性，显示非平凡的温度或电压依赖性，反映非费米液体的行为。
2013-11-18 cond-mat.mes-hall
Majorana modes in a triple-terminal Josephson junction with embedded parallel-coupled double quantum dots
研究了嵌入平行耦合双量子点的三端结中的约瑟夫森效应。研究发现，随着超导体间相位差的调整，超导体间超电流有机会在$4π$周期内振荡。值得注意的是，这样的结果是稳健的，并且与费米子宇称、点内库仑强度和点-超导体耦合方式无关。通过引入自旋多粒子Majorana模的概念，利用电子和空穴算符的叠加给出了Majorana算符的解析定义。可以相信，这一工作为Majorana模在光纤通信系统中的实现提供了一个简单可行的方案。
2015-07-26 cond-mat.mes-hall
Phase-tunable Majorana bound states in a topological N-SNS junction
本文从理论上研究了一维正常超导体-正常超导体（N-SNS）结在两个超导体之间加偏压时的微分电导。我们特别考虑由自旋-轨道耦合半导体纳米线形成的结，纳米线的区域具有由体$s$波超导体诱导的超导配对。当纳米线被塞曼场调谐到拓扑非平凡相时，它在其末端以及两个超导体之间的界面处具有零能量马约拉纳模式。相位相关的分裂的马约拉纳模式引起的功能，提供了一个明确的区分拓扑平凡和非平凡的阶段之间的微分电导。我们计算的数值结的输运特性，并提出了一个简单的分析模型，捕捉预测的隧道光谱的主要属性。
2016-02-24 cond-mat.mes-hall
Coulomb-assisted braiding of Majorana fermions in a Josephson junction array
我们展示了如何交换（编织）马约拉纳费米子在网络中的超导纳米线库仑相互作用的控制，而不是隧道。虽然马约拉纳费米子是电荷中性的准粒子（相当于它们自己的反粒子），但它们通过超导基态的奇偶电子数依赖性具有有效的长程相互作用。通过分裂约瑟夫森结的通量通过约瑟夫森能量和充电能量的比率以指数灵敏度控制这种相互作用。通过切换约瑟夫森结阵列的相邻段中的相互作用的开和关，可以实现非阿贝尔编织统计，而不需要通过栅电极控制隧道耦合。这解决了当超导体屏蔽栅极电压时如何在拓扑量子位上操作的问题。
2011-11-25 cond-mat.mes-hall
Majorana fermions in topological insulator nanowires: from single superconducting nanowires to Josephson junctions
研究了具有邻近效应的一维拓扑绝缘体（TI）纳米线中Majorana费米子束缚态的特征。计算了单根TI纳米线的相图和能谱，结果表明，当单根TI纳米线中含有0对、1对和2对Majorana费米子时，纳米线可以处于缠绕数为$W=0, \pm 1$和$\pm 2$的拓扑不变相.它还表明，拓扑绕组数，即，可以从由两个TI纳米线制成的约瑟夫森结装置的输运测量中提取TI纳米线中的马约拉纳费米子对的数目，而可以使用超导量子干涉装置（SQUID）设置提取缠绕数目的符号。
2017-03-04 cond-mat.mes-hall
Parity flipping mediated by a quantum dot in Majorana Josephson junctions
本文在 Majorana Josephson 结中引入外部量子点，通过能级调制产生 LZ 跃迁与周期性 LZS 干涉，为探测 Majorana 束缚态提供电压和干涉信号。
2023-06-05 cond-mat.mes-hall
AC Josephson effect in finite-length nanowire junctions with Majorana modes
已经预测，由具有马约拉纳束缚态（MBS）的拓扑纳米线制成的超导结表现出反常的4π周期约瑟夫森效应。然而，找到一个具有这些非常规性质的实验装置是一个严峻的挑战：对于有限长的导线，平衡超电流总是2π周期的，因为具有相同费米子宇称的状态的反交叉是可能的。然而，我们发现，异常生存的交流约瑟夫森效应的瞬态制度。此外，由于量子芝诺效应，瞬态被准粒子中毒保护免受衰变，这固定了马约拉纳量子比特的奇偶性。由此产生的长寿命的交流约瑟夫森瞬变可以有效地用于检测MBS。
2012-06-19 cond-mat.mes-hall
Majorana corner modes and flat-band Majorana edge modes in superconductor/topological-insulator/superconductor junctions
本文研究由拓扑绝缘体薄膜隔开两个 s 波超导体构成的二维 Josephson 结，揭示面内 Zeeman 场诱导的零能 Majorana 角模及支持平带 Majorana 边缘模的节点超导相。
2022-09-29 cond-mat.mes-hall
Influence of an embedded quantum dot on the Josephson effect in the topological superconducting junction with Majorana doublets
在时间反演不变的马约拉纳纳米线的每一端可以实现一个马约拉纳双峰。我们研究了不同偶极间耦合方式对Majorana偶极呈现结的约瑟夫森效应的影响。研究发现，当Majorana双态通过非磁性量子点间接耦合时，只发生正常的约瑟夫森效应，系统中的费米子宇称只影响电流的方向和幅度。然而，在奇宇称情形下，在量子点上施加有限的磁场可以诱导分数约瑟夫森效应的出现。其次，当Majorana二重态之间的直接耦合和间接耦合共存时，无论量子点上的磁场是有限的，都不会发生分数约瑟夫森效应。相反，$π$周期电流有机会在某些特殊情况下出现。通过分析量子点中费米子占据对整个系统中宇称守恒的影响，澄清了所有的结果。我们确定，这项工作将有助于描述点辅助约瑟夫森效应之间的马约拉纳双峰。
2015-01-13 cond-mat.mes-hall
Greedy optimization of the geometry of Majorana Josephson junctions
具有自旋轨道耦合的二维电子气中的约瑟夫森结是实现拓扑超导的一个很有希望的候选者。虽然它是已知的结的几何形状强烈影响的拓扑间隙的大小，如何构建最佳的几何形状的问题仍然是未探索的。我们引入了一个贪婪的数值算法来优化形状的马约拉纳路口。该算法的核心依赖于扰动理论，是并行的，这使得它能够有效地探索设计空间。通过引入随机变化的结的哈密顿量，我们避免过拟合的几何形状，以特定的系统参数。此外，我们约束优化器，以产生平滑的几何形状，通过应用图像滤波和制造分辨率的约束。我们在各种设置中运行该算法，发现它可靠地产生几何形状，在大的参数范围内增加拓扑间隙。结果对优化起点的变化和无序的存在具有鲁棒性，这表明优化器能够找到全局最大值。
2022-10-31 cond-mat.mes-hall
Hybrid superconductor-semiconductor nanowire junctions as useful platforms to study Majorana bound states
一维拓扑超导的最有前途的平台之一是基于具有强自旋轨道耦合（SOC）的半导体纳米线，其中s波超导性由邻近效应诱导，并且外部塞曼场驱动系统进入拓扑超导相，其中Majorana束缚态（MBS）在线的末端。在过去的几年里，这个想法导致了大量的重要实验中的混合超导体半导体系统，其中的主要签名是一个紧急的零偏置峰（ZBP）的微分电导塞曼场的增加。本论文的重点是研究的半导体纳米线与Rashba SOC的混合超导半导体结。我们强调的重要性，采用混合超导半导体纳米线结对明确检测MBSbeyond零偏置异常。
2017-03-22 cond-mat.mes-hall
Supercurrent-induced Majorana bound states in a planar geometry
提出了一种在二维电子气约瑟夫森结中产生Majorana束缚态的新方法。我们的建议完全依赖于一个平行于结的超导电流作为打破时间反演对称性的机制。我们发现，结合自旋轨道耦合，超导诱导塞曼自旋分裂。此外，我们确定了一个新的守恒量-电荷动量宇称-，防止开放的拓扑间隙的超导直约瑟夫森结。我们建议通过添加第三个超导体，引入周期性势，或使结呈三角形来打破这一守恒定律。通过比较这些系统的拓扑相图和实际的局限性，我们确定了最有前途的选择的喇叭形结。
2019-09-07 cond-mat.mes-hall
Majorana fermion exchange in quasi-one-dimensional networks
自旋轨道耦合材料与s波超导体的异质结构被认为能够支持零能量的马约拉纳束缚态。已知这种激发在二维中服从非阿贝尔统计，因此与拓扑量子计算（TQC）有关。在一维系统中，马约拉纳态局域化到相边界。为了绕过一维的约束，可以创建一个导线网络，允许通过网络中的结点交换马约拉纳。Alicea等人提出了这样一个网络作为TQC的平台，表明即使在准一维系统中，Majorana束缚态也服从非阿贝尔交换统计。在这里，我们表明，在马约拉纳线网络中产生的非阿贝尔统计的具体实现是高度依赖于个别线结的局部属性。对于一个简单连接的网络，可能的实现可以通过单个结点的手性来表征。一般来说，不需要结手性在导线网络上保持一致。我们展示了如何不同的交界处的手征性可以进行比较实验，并讨论了马约拉纳线网络TQC的影响。
2011-01-10 cond-mat.mes-hall
Robustness of Majorana bound states in the short junction limit
研究了当准粒子在纳米线正常部分的停留时间远短于反向超导能隙时，超导体与半导体纳米线之间的强耦合对Majorana束缚态产生的影响.这种“短结”限制与最近使用外延生长铝的实验有关，该实验的特征在于与半导体的透明界面和小的超导能隙。我们发现，小的超导能隙对Majorana性质没有很强的不利影响。具体地说，创建拓扑相所需的临界磁场和马约拉纳束缚态的大小都与超导能隙无关。临界磁场与导线横截面成比例，而磁场的轨道效应和塞曼效应的相对重要性仅由材料参数控制：$g$因子，有效电子质量和超导体-超导体界面透明度。
2017-03-24 cond-mat.mes-hall
Detection of Majorana zero modes bound to Josephson vortices in planar superconductor-topological insulator-superconductor junctions
该研究探讨S-TI-S约瑟夫森结中约瑟夫森涡旋束缚的马约拉纳零模探测，通过计算超导电流密度指出Fraunhofer特征不足以可靠探测MZMs，并提出结合扫描隧道显微镜和微波谱分析两种补充方法以进一步验证MZMs的存在。
2025-06-25 cond-mat.mes-hall
Spatial coupling of quantum-anomalous-Hall and chiral-Majorana modes
我们计算了一个正常的QAH接触和超导QAH区域托管传播（手征）马约拉纳模式之间的二维模型结的密度和电流的空间分布。我们使用一个简化的哈密顿描述的空间耦合的模式上的每一侧的结，以及相关的结电导。我们研究了这种耦合是如何受到外部磁场引起的轨道效应的影响。
2018-04-16 cond-mat.mes-hall
Probing Neutral Majorana Fermion Edge Modes with Charge Transport
我们提出了两个实验来探测发生在超导体和沉积在拓扑绝缘体表面上的磁体之间的结处的马约拉纳费米子边缘态。在磁畴壁上将两个马约拉纳费米子组合成一个狄拉克费米子，可以用电荷输运来探测中性马约拉纳费米子。我们将讨论一种新的马约拉纳费米子干涉仪，它探测它们的Z_2相位。这种设置还允许中性马约拉纳费米子通过点接触的传输被测量。我们介绍了一个点接触形成的超导结，并表明其传输可以控制的相位差跨越结。我们用最近发现的拓扑绝缘体Bi_2Se_3讨论了这些实验的可行性。
2009-03-13 cond-mat.mes-hall
Phenomenology and Dynamics of Majorana Josephson Junction
我们推导了一个通用的马约拉纳约瑟夫森结的唯象模型，该模型解释了避免Andreev态的交叉，并研究了在恒定偏置电压下的动力学，揭示了在慢退相干极限下任何-π约瑟夫森效应的意想不到的模式。
2011-12-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Josephson effect in superconducting wires supporting multiple Majorana edge states
本文研究了一维拓扑超导体中的超导-正常-超导（SNS）约瑟夫森结。的超导相的能量谱的变化进行了研究相结合的紧束缚模型描述的SNS结的数值对角化与适当的低能量有效的哈密顿量的分析。我们发现，四π周期性特征的分数直流约瑟夫森效应被保存。此外，NS结的理想电导与拓扑超导体，托管两个马约拉纳模式在其两端，是一倍的单马约拉纳的情况下相比。最后，我们说明了如何一个非零的超导相位梯度可能会破坏支持多个马约拉纳端态的相位。
2013-03-11 cond-mat.mes-hall
Probing nonlocality of Majorana fermions in Josephson junctions of Kitaev chains connected to normal metal leads
Kitaev链（KC）是研究Majorana费米子（MFs）的一个典型模型。在拓扑阶段，KC在其末端具有两个MF。由于这两个MF在空间上是分离的，因此它们是非局域的。在两个正常金属引线之间偏置的KC中的非局域输运由电子隧穿（ET）和交叉Andreev反射（CAR）介导。ET对非局域电导有正贡献，而CAR对非局域电导有负贡献。增强的CAR和因此负的非局部电导是MF非局部性的标志。但是，由于来自ET和CAR的电流几乎抵消，在上述设置中的简单电导测量不能探测MF的非定域性。另一方面，两个KC之间的约瑟夫森结在由单个KC的马约拉纳费米子的重组形成的结处具有两个Andreev束缚态（ABS）。ABSs的能量远离零，并且可以通过改变超导相位差来改变。两个半长KC之间的约瑟夫森结在两端具有两个MF，在结处具有两个ABS。我们表明，当正常的金属引线连接到这样的约瑟夫森结的两端，非局部电导的设置可以是负的偏置值等于ABS的能量。因此，在这样的设置的非局域电导可以探测的非局域性的组成MF。
2020-08-29 cond-mat.mes-hall
Josephson junction of finite-size superconductors on a topological insulator under a magnetic field
理论研究了在磁场作用下，两个有限尺寸$s$波SC在拓扑绝缘体上形成的约瑟夫森结。在某些条件下，结主机的手征马约拉纳模式包围两个有限大小的SC。扩展的手征Majorana模与结内态的相互作用可以导致非平凡的拓扑效应，如文献[1]中预测的$2n π$分数AC约瑟夫森效应。\cite{ChoiSim}我们表明，$2n π$分数交流约瑟夫森效应可以发生在一个现实的情况下，如存在的midgap状态，而不需要微调的结的参数。我们还发现，在很宽的交流偏压范围内，Shapiro尖峰结都呈现出丰富的结构，这有利于$2n π$分数交流约瑟夫森效应的实验验证.此外，我们还讨论了如何通过测量约瑟夫森电流来观察编织结的马约拉纳费米子的操作的非对易性。最后，我们研究了结的状态演变时，结主机从$2n π$分数AC约瑟夫森效应的情况下，不同数量的马约拉纳零模。
2019-08-29 cond-mat.mes-hall
Anomalous Supercurrent from Majorana States in Topological Insulator Josephson Junctions
我们提出了一种基于拓扑绝缘体（TI）薄膜的约瑟夫森结装置来检测Majorana态，该装置利用了TI表面态独特的螺旋和扩展性质。当通过结的磁通量接近于磁通量量子的整数时，存在于膜的两个表面上的马约拉纳态通过在结的边缘处杂化而在电流-相位关系中产生窄峰-谷结构。此外，马约拉纳态对约瑟夫森电流的最大贡献取（几乎）普适值，近似等于单个量子通道的超电流容量。这些特征提供了完全基于超电流的马约拉纳状态的特征签名。
2013-03-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Majorana dc Josephson current mediated by a quantum dot
研究了混合Majorana-量子点-Majorana结中的约瑟夫森超电流。我们特别分析了Majorana和量子点状态之间的自旋选择性耦合的效果，它只出现在拓扑相，并会影响通过弯曲的结和/或在量子点中的磁场的存在下的电流。我们发现通过这个系统的超电流的特征行为是非常违反直觉的，与共振隧穿显著不同，例如，通过类似的（正常相）超导体-量子点-超导体结。我们的分析进行充分设置参数的影响下，为$2π$和$4π$周期电流。本研究预计将是相关的未来探索的应用程序的马约拉纳纳米线电路。
2016-12-03 cond-mat.mes-hall
Dynamic current susceptibility as a probe of Majorana bound states in nanowire-based Josephson junctions
我们从理论上研究了基于半导体纳米线的约瑟夫森结在随时间变化的磁通偏置下的特性。我们建立了一个通用的密度矩阵方法的Majorana结的动态响应，并计算所得的磁通依赖的磁化率使用微观和有效的低能量描述的纳米线。我们发现，对角分量的磁化率，与动态的马约拉纳州人口，占主导地位的标准久保贡献范围广泛的实验相关参数。对角项，迄今为止未探索的马约拉纳物理学的背景下，允许准确地探测存在的马约拉纳结合态的结。
2017-08-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Mutation of Andreev into Majorana bound states in long NS and SNS junctions
我们研究了一维拓扑SN和SNS长结，通过将拓扑绝缘纳米线放置在一个或两个SC有限尺寸的引线附近获得。使用Phys. Rev. Lett.中引入的Majorana极化序参量（MP）。108，096802（2012）（arxiv：1109.5697）我们发现，线的正常部分的扩展Andreev束缚态（ABS）获得有限MP：对于有限尺寸的SN结，ABS谱表现出携带完整的马约拉纳费米子的零能量扩展态，而具有相位差$π$的长SNS结的ABS变换成携带具有相同MP的两个马约拉纳费米子的两个零能量态。考虑到它们在整个正常链接中的扩展特性，而不仅仅是靠近界面，这些马约拉纳-安德烈耶夫态可以在隧道光谱实验中直接检测到。
2012-06-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Floquet Majorana bound states in voltage-biased Planar Josephson Junctions
本文研究了在面内磁场作用下的平面约瑟夫森结在外加直流偏压下的特性。在调谐结两端的偏置电压$V_{\rm J}$时，结的两端被示出为同时具有$0$ -和$π$ -马约拉纳模式。这些模式可以使用扫描隧道显微镜测量或通过从耦合到结的引线的共振Andreev隧道来探测。虽然这些模式大多与结的末端结合，但它们可以通过吸收或发射光子与体相杂交。我们分析了这个过程的数值和分析，证明它可以成为在典型的实验条件下可以忽略不计。运输签名的$0$ -和$π$ -马约拉纳国家被证明是强大的中度障碍。
2020-11-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Thermal signature of Majorana fermions in Josephson junction
建立了一维拓扑约瑟夫森结（T-JJ）的热导与约瑟夫森电流之间的显著相关性，并在短结极限下导出了两者之间的关系式.结果表明，三个终端T-JJ为我们提供了一个理想的设置，利用独特的相关性，这有助于识别标志的马约拉纳束缚态定位在交界处。我们的方法结合了能隙下库珀对输运和能隙上热激发准粒子输运的信息，是对现有研究的补充。
2019-12-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Majorana fermions at odd junctions in a wire network of ferromagnetic impurities
本文研究了具有强Rashba自旋-轨道相互作用的$s$波超导体表面铁磁杂质的线网络。在拓扑相内，零能量马约拉纳费米子出现在导线端点以及奇数个导线段之间的连接处，而偶数个导线段之间的连接处不存在低能量状态，为马约拉纳费米子提供了强有力的实验可访问签名。我们还研究了准粒子能隙随Rashba自旋轨道耦合和磁性杂质强度的变化。
2016-05-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Critical Current Anomaly at the Topological Quantum Phase Transition in a Majorana Josephson Junction
拓扑约瑟夫森结中的马约拉纳束缚态诱导了4？周期电流相位关系直接检测4？准粒子中毒使周期性复杂化。我们发现，马约拉纳束缚态的信号也异常增强的临界电流的结。我们展示了纳米线约瑟夫森结在变化的塞曼场作用下的临界电流的形貌，并揭示了拓扑量子相变点处的一个尖锐的台阶特征，该特征来自于临界电流在拓扑区域的异常增强.在多带线中，对于偶数个带，反常增强消失，其中Majorana束缚态融合成Andreev束缚态。这种反常的临界电流增强直接表明了Majorana束缚态的存在，也为拓扑量子相变提供了有效的信号。
2017-07-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Degeneracy of Majorana bound states and fractional Josephson effect in a dirty SNS junction
本文利用哈密顿量的手征对称性，研究了二维$p$ -波超导体/脏正常金属/ $p$ -波超导体结中多个Majorana费米子的稳定性.当结$φ$的相位差为$π$时，我们将证明正常金属中所有的Majorana束缚态都属于相同的手征。由于这种纯手征特征，即使在随机势的存在下，马约拉纳束缚态在零能量处也保持了高度的简并性。因此，通过简并MBS的库珀对的谐振传输在$φ=π-0^+$处携带约瑟夫森电流，这解释了在许多先前的论文中讨论的分数电流-相位关系。
2016-04-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Evidence for Majorana bound states in transport properties of hybrid structures based on helical liquids
马约拉纳束缚态可以在二维拓扑绝缘体的边缘以零能模的形式出现在普通s波超导体附近。靠近超导体的额外铁磁畴的存在可以导致它们的局部化。我们考虑了基于螺旋液体的N-S结和S-N-S结，并研究了它们在正常区域内任意铁磁散射体的光谱特性。因此，我们明确计算零能量下的Andreev波函数。我们表明，在何种条件下，这些国家形成本地化的马约拉纳束缚态的N-S和S-N-S结。有趣的是，我们可以识别马约拉纳特定的签名在N-S结的输运性质和Andreev绑定水平的S-N-S结是强大的对外部扰动。我们用靠近N-S边界的铁磁双势垒（即量子点）的例子来说明这些发现。
2014-01-20 cond-mat.mes-hall
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
Topological rf-SQUID with a frustrating pi-junction for probing the Majorana Bound State
Majorana束缚态被预测为Kitaev模型的边界态。在这里，我们表明，一个π-约瑟夫森结，插入在一个拓扑非平凡的模型环，维持马约拉纳束缚态，这是强大的本地和非本地扰动。实际的结构可以基于高Tc超导体三晶体结构，类似于用于发现d波序参量的结构。马约拉纳束缚态的存在改变了基态的拓扑非平凡环在一个可测量的方式，相对于一个传统的。
2013-11-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Microwave signatures of Majorana states in a topological Josephson junction
我们发现的拓扑约瑟夫森结$Y(ω,φ_0, T)$的导纳作为一个函数的频率$ω$，静态相位偏置$φ_0$施加到超导引线，和温度$T$。$Y$的耗散部分允许结中的子带隙态的光谱。涉及Majorana（$\mathcal{M}$）双峰的跃迁的共振频率$ω_{\mathcal{M}, n} (φ_0)$在$φ_0=π$处表现出$φ_0$依赖性的特征扭结。与去耦的马约拉纳态相关的扭结在任何温度下都保持尖锐，相应的光谱线都是明亮的，只要引线是超导的。所发展的理论可能有助于从微波光谱中提取有关Majorana态的定量信息。
2015-04-14 cond-mat.mes-hall 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
Supercurrent blockade in Josephson junctions with a Majorana wire
本文研究了具有马约拉纳费米子端态的拓扑非平凡超导线与s波BCS超导电极隧道耦合的约瑟夫森效应。在S-TS结中，在相当一般的条件下不可能有超电流流动。对于S-TS-S结，体TS准粒子必须是可接近的以具有约瑟夫森效应。在无相互作用的情况下，我们得到了精确的电流-相位关系（CPR），并发现π周期行为与负临界电流弱隧道耦合。然后，充电效应导致异常CPR $I(φ)=I_c \cosφ$，其中奇偶敏感临界电流I_c提供马约拉纳状态的签名。
2012-03-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Boundary-induced Majorana coupling in a planar topological Josephson junction
本研究针对三维拓扑绝缘体表面的平面拓扑约瑟夫森结，发现结内外模式隧穿可诱导内部马约拉纳模有效耦合与能裂，解析并数值分析了能裂特性及磁场对夫琅禾费图样的影响，为马约拉纳模特征识别提供依据。
2025-01-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Non-Hermitian Josephson junctions with four Majorana zero modes
Uppsala University（乌普萨拉大学）；Kyoto University（京都大学）
研究非赫米特性对约瑟夫森结中四个马约拉纳零模的影响，揭示非赫米拓扑相设计和安德里亚诺夫束缚态操作的可能。
2025-12-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Skyrmion Control of Majorana States in Planar Josephson Junctions
平面约瑟夫森结提供了一个多功能的平台，替代基于几何形状的马约拉纳束缚态的产生，由于拓扑超导性的附加相位可调谐性。在二维电子气中，手征磁性和超导性的邻近感应显示出操纵拓扑超导性的显著前景。在这里，我们考虑一个约瑟夫森结涉及的skyrmion晶体，并表明手性磁性的skyrmion可以创建和控制的马约拉纳束缚态，而不需要一个内在的Rashba自旋轨道耦合。有趣的是，在我们的几何中的Majorana束缚态在结处的零相位差处被鲁棒地实现。skyrmion半径，外部可调的磁场或磁各向异性，带来了独特的控制功能的马约拉纳束缚态。
2021-07-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Majorana-mediated thermoelectric transport in multiterminal junctions
研究横向于约瑟夫森结的多端结构热电输运，发现MZMs存在会导致特定相位差下电导、热导及塞贝克系数显著放大并强烈违反Wiedemann-Franz定律，提供了一种检测马约拉纳零模的方法。
2024-08-27 cond-mat.mes-hall
Hysteresis from nonlinear dynamics of Majorana modes in topological Josephson junctions
我们发现，拓扑约瑟夫森结提供了一个自然的平台之间的相互作用的约瑟夫森效应和Landau-Zener效应通过一个两能级系统形成的耦合马约拉纳模式。我们通过修改标准教科书中的RSJ模型，考虑到结处的Majorana模的二能级系统，建立了一个量子相干分流结（RSJ）模型。我们表明，两个能级系统的动力学是由一个非线性薛定谔方程和求解方程解析通过映射到一个经典的动力学问题。这种非线性动力学导致了I-V特性的滞后，这可以对最近的实验给出定量的解释。我们还预言了在拓扑超导量子干涉器件中，周期为$h/e$和$h/2e$的两种干涉图样的共存。
2018-11-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Probing Majorana bound states via a pn-junction containing a quantum dot
我们提出了一个替代路线，用于检测马约拉纳束缚态（MBSs）的传输实验相结合的拓扑超导性与量子光学在超导$pn$结包含一个量子点（QD）。我们考虑一个拓扑超导体（TSC）托管两个马约拉纳束缚态在其边界（$n$侧）。在一个有效的低能量模型中，MBS相干隧道耦合到量子点上的自旋分裂电子能级，该量子点靠近其中一个MBS。QD上的孔隧道耦合到正常导电储层（$p$侧）。通过电子-空穴复合，发射出光学范围内的光子，这些光子通过复合的电子具有关于MBS性质的直接信息。使用主方程的方法，我们计算偏振分辨光子发射强度（PEI）。在弱耦合制度之间的MBSs和QD，我们找到了一个分析表达式的PEI，它可以清楚地区分的情况下，以及分离的MBSs在零能量重叠的MBSs。对于分离的MBS，马约拉纳自旋极化由与QD上的两个自旋状态相关联的两个PEI峰的相对宽度给出。对于重叠的MBS，耦合到遥远的（非本地）MBS的发射峰的移位。此外，我们表明，准粒子中毒（QP）的影响PEI急剧改变其散粒噪声从super-Poissonian到sub-Poissonian。在强耦合区，由于自旋混合效应，PEI中出现更多的共振。最后，我们评论如何使用马约拉纳纳米线实现我们的建议。
2022-12-01 cond-mat.mes-hall
Majorana-Weyl crossings in topological multi-terminal junctions
本文分析了一维D类拓扑超导体之间的四端约瑟夫森结中的Andreev谱。我们发现，在空间中的三个超导相位差的拓扑保护交叉可以发生在两个最低的Andreev束缚态。该交叉可以通过两个电压偏置端子之间的以$2e^2/h$为单位的双稳态量化来检测。我们的预测提供了另一个多终端约瑟夫森结的拓扑结构的例子。我们讨论了可能实现这种结与半导体交叉纳米线和量子自旋霍尔绝缘体。
2018-10-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Magnetization dynamics and Majorana fermions in ferromagnetic Josephson junctions along the quantum spin Hall edge
我们研究了量子自旋霍尔绝缘体边缘铁磁序和超导序之间的相互作用。利用互补的解析和自洽的数值方法，我们研究了铁磁约瑟夫森结，并展示了磁性和超导U（1）相之间的直接耦合是如何引起几个不寻常的现象的，这些现象将本系统与它的非拓扑等价系统区分开来。特别是，我们演示了如何异常的电流相位关系触发超导感应磁化动力学，也研究了出现在结中的马约拉纳费米子的空间定位。
2011-06-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Majorana Bound States in Proximity Junctions of Superconducting Nanowires with Dresselhaus Spin-orbit Coupling
理论研究了面内塞曼势和邻近诱导s波对势作用下具有Dresselhaus [110]自旋轨道耦合的纳米线的输运性质。在拓扑非平凡阶段，纳米线在其边缘处承载马约拉纳费米子，并且马约拉纳束缚态的数目等于传播通道的数目（Nc）。当我们将正常金属连接到超导体上时，这种马约拉纳束缚态穿透到脏的正常段并在那里形成Nc共振传输通道。我们表明，手征对称性的电子状态保护马约拉纳束缚态在零能量，即使在杂质的存在下。结果表明，正常纳米线/超导纳米线结的零偏压电导量子化为2 e2 Nc/h，与随机电位无关.
2014-10-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Properties of the Majorana-state tunneling Josephson junction mediated by an interacting quantum dot
我们考虑了一个由两个拓扑超导导线组成的约瑟夫森结模型，该结由一个相互作用的量子点介导。从顶部耦合到点的附加正常电极允许探测其态密度。与点相邻的马约拉纳态穿过结并从点中的结合态杂交。点受到由驱动每条线进入拓扑状态的场的叠加产生的有效磁场的作用，这取决于场之间的角度，引入了点有源能级的可变塞曼分裂。我们发现，电子在点的相互作用减少的特性Majoranas零偏置峰所产生的横向电导通过点，并引入一个整体的不对称的电导。他们还将终态Majoranas之间的杂交重正化为更短的导线。马约拉纳自旋极化由点中的有效磁场决定。相位偏置的约瑟夫森电流在热平衡时呈现自旋极化，具有特征的$4π$周期性，当结中存在未成对的Majorana态时，其符号可以改变.我们还观察到自旋相关的马约拉纳态“泄漏”，这可以通过点能级在能级尺度中的位置来控制。
2018-08-31 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
A topological Josephson junction platform for creating, manipulating, and braiding Majorana bound states
作为对确定平台，其中马约拉纳束缚态可以实现和操纵，以执行量子位操作的激烈努力的一部分，我们提出了一个拓扑约瑟夫森结架构，实现这些功能，可以实验实现。该平台使用沉积在拓扑绝缘体膜上的常规超导电极来形成邻近耦合横向约瑟夫森结的网络。穿过结势垒网络的磁场产生约瑟夫森涡旋，其具有局部在结中的马约拉纳束缚态，其中局部相位差是$π$的奇数倍，即，附接到约瑟夫森涡旋的核。这使我们能够通过移动约瑟夫森涡旋来操纵马约拉纳态，实现这些系统独有的功能，而不是其他系统，例如由拓扑超导体纳米线组成的系统。我们描述的协议：1）通过交换编织定域马约拉纳态，2）控制相邻定域马约拉纳态的分离并因此耦合以通过马约拉纳模的杂化实现非阿贝尔旋转，以及3）读出由这种操作引起的非定域宇称相关的变化。这些方案利用电流脉冲和局部磁场脉冲的应用来控制涡旋的位置，并测量约瑟夫森电流-相位关系来揭示马约拉纳束缚态的存在。我们描述的架构和方案的背景下，目前正在进行的实验。
2020-11-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
