Tunable Majorana corner modes in noncentrosymmetric superconductors: Tunneling spectroscopy and edge imperfections
二维二阶拓扑超导体中的Majorana角模在容错拓扑量子计算中具有重要的应用前景。我们证明了在存在面内磁场的二维（$s+p$）波超导体中存在Majorana角模，其位置可以通过磁场的方向来控制。此外，我们还讨论了边缘缺陷对Majorana角模的影响。我们描述了不同的边缘形状和边缘无序如何影响马约拉纳角模的数量和可控性，这与拓扑量子计算的实现有关。我们还讨论了隧道光谱的存在下的马约拉纳角模，其中的引线连接到非中心对称超导体的角落。零偏微分电导相对于磁场的方向显示出明显的周期性，这表明在这种设置中的马约拉纳角模式的优良可控性。我们的结果为在（$s+p$）波超导体实验中观察和调谐Majoran角模奠定了理论基础。
2020-12-01 cond-mat.supr-con
Majorana resonances and how to avoid them in periodic topological superconductor-nanowire structures
在超导体附近的半导体纳米线是有前途的实验系统马约拉纳费米子，最终可能被用作拓扑量子计算机的积木。在这些超导体-超导体纳米线结构中实验实现马约拉纳费米子的一个严重挑战是将半导体化学势调整到金属超导体附近。我们表明，目前可实现的结构在实验中与可调化学势导致马约拉纳共振，这是有趣的，在自己的权利，但不表现非阿贝尔统计。这对外地提出了一个核心挑战。我们展示了如何克服这一挑战，从而解决了一个关键的障碍，固态实现的拓扑系统包含马约拉纳费米子。我们提出了一种新的拓扑超导阵列结构，其中引入相邻纳米线的超导邻近效应产生具有非阿贝尔统计的Majorana费米子。
2012-02-10 cond-mat.supr-con
Optical Responses of Chiral Majorana Edge States in Two-Dimensional Topological Superconductors
马约拉纳费米子以电荷中性准粒子的形式存在于二维拓扑超导体的边界上。中性使得从实验和理论的角度来看，这种状态的检测具有挑战性。目前的方法在很大程度上依赖于输运测量，其中马约拉纳费米子通过在铅接触点诱导电子对隧穿来表现自己。在这里，我们表明，手性马约拉纳费米子在TSC产生{增强}的本地光学响应。局域光学电导率的特征不仅将它们与普通的超导体或绝缘体区分开来，而且还将它们与量子霍尔系统中的正常费米子边缘态区分开来。我们的研究结果提供了一个新的实用方法来检测色散马约拉纳费米子，并可能导致这一研究领域的一个新的方向。
2021-06-09 cond-mat.supr-con
Majorana Fermions in Nodal Superconductors: Gapless Topological Phase
我们证明，马约拉纳费米子存在于系统的边缘和涡核中，即使在一个特定的，但现实的条件下与反对称自旋轨道相互作用和非零磁场低于上临界场的情况下，如d波配对状态的节点激发的超导体。我们澄清，马约拉纳费米子状态的拓扑保护，尽管存在大量的无隙节点激发，因为存在一个非平凡的拓扑数。我们的发现大大扩大了我们可以探索马约拉纳费米子状态的目标系统。
2010-07-26 cond-mat.supr-con
Majorana flat bands, chiral Majorana edge states, and unidirectional Majorana edge states in noncentrosymmetric superconductors
研究了塞曼场作用下二维非中心对称节结超导体的拓扑性质，阐明了拓扑性质与场角的关系。结果表明，由于垂直于反对称自旋轨道耦合的塞曼场，节点激发获得了激发能隙，从而实现了带隙拓扑超导。我们表明，该系统进行gapful-gapless对倾斜的领域的转变。无带隙相仍然显示有限的带隙和不寻常的马约拉纳边缘状态之间的散装带。马约拉纳边缘状态自然地在相反取向的边缘之间以相同的方向传播。我们阐明了这种单向的马约拉纳边缘状态与手征边缘状态的间隙拓扑超导相和以前研究的马约拉纳平带在零塞曼场的关系。给出了一个刻画边态的拓扑不变量的简洁公式。在一个$D+p$波超导模型中，证明了有隙-无隙拓扑相变和Majorana态的演化。讨论了在最近制备的铜氧化物异质结构和重费米子薄膜中的实验实现。
2017-04-30 cond-mat.supr-con
Tunable Majorana corner modes by orbital-dependent exchange interaction in a two-dimensional topological superconductor
从理论上研究了轨道相关交换场在二阶拓扑超导体形成中的作用。我们证明，改变轨道差可以诱导拓扑转变和马约拉纳角模可以被操纵。我们进一步建议通过正常的探针终端检测的角落模式。电导量化被发现是鲁棒的相关系统参数的变化。
2022-04-28 cond-mat.supr-con
Platform for controllable Majorana zero modes using superconductor/ferromagnet heterostructures
我们提出了一种新的平台，用于创建和操纵的马约拉纳零模式组成的铁磁金属线放置在传统的超导体，接近铁磁绝缘体。我们的设备依赖于所施加的超电流和铁磁绝缘体中出现的交换场的相互作用。我们断言，所提出的超导体/铁磁体异质结构表现出增强的可控性，因为拓扑超导性可以调谐除了施加在铁磁线上的栅极电压，也通过操纵施加的超电流和/或铁磁绝缘体的磁化。
2021-11-26 cond-mat.supr-con
Majorana corner flat bands in two-dimensional second-order topological superconductors
在本文中，我们发现，限制一个二阶拓扑超导体与谐波势导致扩散的马约拉纳角模。因此，这导致形成马约拉纳角平坦带，其具有与常规机制根本不同的起源。这是因为它们仅产生于混合系统的一维带隙边界态，在俘获势大小增加的情况下，混合系统的一维带隙边界态变得无隙，而体隙不会闭合。发现Majorana角态对谐波陷阱的强度是鲁棒的，并且从Majorana角态到Majorana平坦带的过渡仅仅是一个平滑的交叉。由于谐波陷阱可以在异质结中实现，该建议为在实验环境中观察这些Majorana角平坦带铺平了道路。
2020-03-03 cond-mat.supr-con
Observation of magnetic adatom-induced Majorana vortex and its hybridization with field-induced Majorana vortex in an iron-based superconductor
编织Majorana零模是容错拓扑量子计算的关键。具有非平凡能带拓扑结构的铁基超导体最近成为一个令人惊讶的有前途的平台，用于在单一材料和相对较高的温度下在磁涡旋中创建不同的马约拉纳零模式。由于磁场诱导的Abrikosov涡格使得编织一组Majorana零模或研究由于重叠的波函数而导致的Majorana偶线的耦合变得困难。在这里，我们报告的建议的量子反常涡旋与整数量子化的涡旋芯态和Majorana零模的磁性Fe吸附原子沉积在表面上引起的观察。我们观察到它与附近的场诱导的铁基超导体FeTe0.55Se0.45的Majorana涡旋的杂交。我们还观察到无涡旋的Yu-Shiba-Rusinov束缚态在Fe吸附原子与衬底的耦合较弱，并发现Yu-Shiba-Rusinov态和Majorana零模之间的可逆转换通过操纵交换耦合强度。Majorana零模的双重起源（磁性吸附原子和外磁场）为研究具有拓扑能带结构的超导体中它们的相互作用和编织提供了一个新的单一材料平台。
2021-03-09 cond-mat.supr-con
Weyl superconductor phases in a Weyl-semimetal/superconductor multilayer
拓扑非平凡的超导相已经在拓扑材料中通过与常规超导体接触的邻近效应而被工程化。本文利用Kronig-Penney模型的方法，考虑由Weyl半金属层和超导层组成的多层结构，研究了Weyl半金属体电子态的超导邻近效应。由于邻近效应，两个Weyl节点解耦成四个节点的Majorana费米子，导致Weyl超导相或拓扑超导相的三维扩展。我们发现界面处费米速度和势垒的失配使Majorana结点脱离，从而使具有四个Majorana结点的Weyl超导相变为具有一半Majorana结点的Weyl超导相和具有奇数Chern数的拓扑超导相.
2020-03-13 cond-mat.supr-con
Probing Topological Superconductors with Sound Waves
介绍了一种新的探测拓扑超导体的方法。超态费米子的积分产生拓扑$\mathbf{Chern-Simons}$声音作用。位错在样品内部诱导出马约拉纳零模，从而产生一个新的哈密顿量，该哈密顿量耦合了马约拉纳模、电子场和非阿贝尔应变场声。该哈密顿量用于计算反常声吸收。拓扑超导体在超导能隙以下由于准粒子和马约拉纳费米子之间的跃迁而吸收声音。声波为探测马约拉纳费米子提供了新的工具。
2015-01-25 cond-mat.supr-con
Majorana Kramers Doublets in $d_{x^2-y^2}$-wave Superconductors with Rashba Spin-Orbit Coupling
在这项工作中，我们表明，准一维$d_{x^2-y^2}$波超导体与Rashba自旋轨道耦合是一个DIII类，时间反演不变，拓扑超导体（TS），支持Majorana Kramers Doublet（MKD）在TS的两端。MKD是一对受时间反演对称性（TRS）保护的马约拉纳端态（MES）。外部磁场破坏TRS，并将系统从DIII级驱动到D级，在这种情况下，TS的每一端都会出现一个MES。我们发现，一个MKD诱导共振Andreev反射与零偏置电导峰的$4e^2/h$。该模型的实验实现进行了讨论。
2012-12-18 cond-mat.supr-con
Generalized Eilenberger theory for Majorana zero-mode-carrying disordered $p$-wave superconductors
无序被称为抑制拓扑超导状态的间隙，支持非阿贝尔马约拉纳零模式。在本文中，我们使用自洽玻恩近似的马约拉纳模式的鲁棒性无序适当扩展的Eilenberger理论，其中包括局域马约拉纳波函数的空间依赖性。我们发现，随着无序度的增加，拓扑超导能隙被抑制，Majorana模变得离域。然而，令人惊讶的是，零偏置峰似乎生存，甚至超过临界值所需的封闭超导能隙内的玻恩近似的无序强度。
2014-08-28 cond-mat.supr-con
Majorana edge states in s-wave kagome superconductors with Rashba interaction
本文研究具有Rashba自旋轨道相互作用的s波kagome超导体，揭示其可支持时间反演不变的螺旋Majorana边缘态及手性通量相下的手性Majorana边缘态，并通过Z2不变量和陈数刻画拓扑相图。
2025-03-12 cond-mat.supr-con
Odd-frequency pairing in a nonunitary p-wave superconductor with multiple Majorana fermions
奇频库珀对由于便于研究包括马约拉纳费米子在内的拓扑超导体的边缘态而受到人们的关注。虽然一个无自旋p波超导体在一个拓扑相中只有一个马约拉纳费米子，但有磁场的系统可以达到多个马约拉纳费米子的拓扑相。为了区分这些多个马约拉纳费米子相位，我们相关的能谱与奇频率对振幅增加系统的大小。系统大小依赖性告诉我们三条信息：边缘处的马约拉纳费米子数量的奇偶性，具有不同局域长度的马约拉纳费米子对应的低能模的数量，以及马约拉纳费米子的指纹。此外，我们提出的空间依赖性的奇频f矢量，这是从奇频对振幅和自旋结构的奇频库珀对。我们发现，奇数频率的f向量是固定在同一方向上的任何拓扑相位。此外，我们还发现奇频库珀对的自旋态倾向于朝向磁场的方向。我们的研究结果强调了奇频库珀对可以作为多个马约拉纳费米子的检测和拓扑相位之间的区别的一个很好的指标。
2022-05-06 cond-mat.supr-con
Majorana zero modes bound to a vortex line in a topological superconductor
我们探讨了三维拓扑超导体模型中束缚在涡旋线上的Majorana零模，着重讨论了前面导出的指数定理的有效性。我们首先在零能量下求解Bogoliubov-de Gennes方程，得到解析指数。接下来我们计算由序参量给出的拓扑指数。事实证明，它们确实是一致的，并且在缺陷是点状缺陷的隐含假设上推导出的指数定理对于线缺陷也是有效的。
2010-06-14 cond-mat.supr-con
Disorder robustness and protection of Majorana bound states in ferromagnetic chains on conventional superconductors
马约拉纳束缚态（MBS）是铁磁杂质链在常规超导体上沉积的有限自旋轨道耦合的清洁极限。在这里，我们表明，这些MBS是非常强大的对无序。通过进行自洽计算，我们发现，MBS的保护，只要周围的超导体没有表现出大的不均匀性的迹象。我们发现，较长的链提供了更大的稳定性，对无序的MBS，虽然小间隙减少，自旋轨道耦合和超导性的强度增加。
2017-05-17 cond-mat.supr-con
Odd-parity superconductors with two-component order parameters: nematic and chiral, full gap and Majorana node
最近的实验表明，掺杂拓扑绝缘体Cu $_x$ Bi $_2$ Se $_3$中的超导性具有奇宇称对对称性和旋转对称性破缺，基于这一实验，我们研究了三角晶系和六方晶系中具有双组分序参量的奇宇称超导体.在强自旋-轨道相互作用的存在下，我们发现了两个可能的超导相低于$T_c$，一个时间反演破缺（即，手性）相和各向异性（即，相位，并从动量空间中的能隙函数确定它们的相对能量。手征超导体通常具有完整的准粒子带隙，而具有三维（3D）费米表面的手征超导体具有提升自旋简并的点节点，导致体块中的巡回马约拉纳费米子和表面上的拓扑马约拉纳弧。
2016-12-14 cond-mat.supr-con
Magnetic tilting and emergent Majorana spin connection in topological superconductors
由于电荷中性和局部性质的表面马约拉纳模式，检测方案通常依赖于本地光谱或干扰通过约瑟夫森效应。在这里，我们从理论上研究了一个二维锥的马约拉纳费米子定位在DIII类拓扑超导体的表面的磁响应。对于一个平行于表面的场，塞曼项消失，轨道项引起安德烈耶夫能级的多普勒频移，导致表面马约拉纳锥的倾斜。对于大于临界阈值场$H^*$的场，系统经历了从I型到II型Dirac-Majorana锥的转变.在球面几何中，表面曲率通过轨道和塞曼之间的相互作用导致倾斜项中的马约拉纳自旋连接的出现，这在负能态和正能态之间产生有限的非平凡耦合。因此，马约拉纳模式预计将显示出有限的响应所施加的领域，获得了一个通用的字符在有限的几何形状和打开的方式来检测马约拉纳模式通过时间相关的磁场。
2018-09-18 cond-mat.supr-con
Topologically protected surface Majorana arcs and bulk Weyl fermions in ferromagnetic superconductors
最近发现了一些铁磁超导体，它们被认为处于所谓的“等自旋配对”（ESP）状态。在ESP状态下，库珀对凝聚形成在自旋扇区中解耦的序参数$Δ_{\uparrow\uparrow}, Δ_{\downarrow\downarrow}$。我们表明，这些三维系统通常应该支持拓扑保护的表面马约拉纳弧和体外尔费米子作为无间隙激发。在最近发现的非中心对称超导体中，在塞曼场的存在下，类似的被保护的低能奇异准粒子也应该出现。被保护的表面电弧可以通过角分辨光电发射（ARPES）以及扫描隧道显微镜（STM）实验来探测。
2011-11-26 cond-mat.supr-con
Controlling Majorana modes by $p$-wave pairing in two-dimensional $p+id$ topological superconductors
我们表明，在二维$p+id$拓扑超导体的角落马约拉纳零模式可以控制的父$p-$波超导秩序的操纵。假设$p$波超导序是手征相或螺旋相，我们发现当引入$d_{x^2-y^2}$波超导序时，系统表现出完全不同的行为，这取决于母体$p$波相的性质.特别是，我们发现，而在螺旋相，本地化的马约拉纳模式出现在四个角落，在手征相，它是本地化的四个边缘中的两个。我们还证明，马约拉纳可以直接控制的边缘的形式，因为我们明确显示的情况下的圆形边缘。我们认为，应变的应用程序可以提供额外的微调系统中的马约拉纳零模式的手段，特别是，它可以部分间隙出来。我们的研究结果可能是相关的探测二维混合配对超导体的拓扑结构。
2022-02-08 cond-mat.supr-con
Andreev spectroscopy of Majorana states in topological superconductors with multipocket Fermi surfaces
本文研究了二维多带拓扑超导体的拓扑性质，当超导体是通过在另一种拓扑绝缘体中引入电子对而得到的。配对的类型，掺杂和费米表面拓扑结构起着至关重要的作用。考虑到Andreev反射问题，我们使用以前开发的量子波导理论的多轨道系统，并发现，当费米表面有几个口袋，这个理论检索正确的马约拉纳费米子状态的拓扑指数所预测的数量。通过改变能带结构参数，可以使正常相位的费米表面拓扑改变，由此马约拉纳模的数量也改变。我们计算的Andreev微分电导上的这种转变的效果。
2015-05-19 cond-mat.supr-con
Topological superconductivity and Majorana fermions in half-metal / superconductor heterostructure
由于半金属在费米能级上是自旋极化的，因此通常认为它对s波超导体几乎没有邻近效应。在这里，我们表明，与界面自旋轨道耦合，$p_x +ip_y$超导性没有自旋简并诱导半金属，我们给出了它的体能隙的估计。因此，单能带半金属可以给出具有单手征Majorana边态的拓扑超导体。我们的能带计算表明，VTe或CrO的两个原子层的$_2$是一个单带半金属的费米能量范围（$\sim$ 0.1 eV）宽，因此是一个合适的候选材料。
2011-02-08 cond-mat.supr-con
Helical Majorana surface states of strongly disordered topological superconductors with time-reversal symmetry
具有强自旋轨道耦合的非中心对称超导体和${}^3$ He的B相是具有时间反演对称性的拓扑超导体的可能实现。这些时间反演不变的超导体的非平凡拓扑在材料表面以螺旋马约拉纳模式的形式表现出来。在本文中，使用广泛的数值模拟，我们调查这些马约拉纳状态下的稳定性和性质的强表面无序，影响体和表面状态。为了表征强无序的影响，我们计算了二维和三维拓扑超导体的能级间距统计和局域态密度。位于超导体最外层的Majorana表面态，由于其拓扑特性，可以防止弱无序。另一方面，足够强的无序部分地局域化了表面层，对能量接近能隙的状态的影响比对能量接近零的状态的影响更明显。特别是，我们观察到，对于所有的无序强度和配置总是存在两个扩展的零能量，可以携带热流。在从弱无序到强无序的过渡处，表面态波函数和局域态密度显示出临界离域的迹象。我们发现，在这个交叉点的二维拓扑超导体的边缘态密度表现出零能量发散，让人想起准一维脏超导体的戴森奇点。
2015-01-26 cond-mat.supr-con
Flat-band Majorana bound states in topological Josephson junctions
具有$p_x$波配对对称性的节状拓扑超导体具有平带马约拉纳束缚态，导致低能电磁响应的剧烈异常。然而，由于$p_x$波超导体的候选材料严重缺乏，对平带Majorana束缚态的研究一直处于停滞状态。本文通过扩展平面拓扑约瑟夫森结的方案，提出了一种实现有效$p_x$波超导体的有前途的器件。具体来说，我们考虑一个三维约瑟夫森结由一个薄膜半导体托管一个持久的自旋螺旋状态和两个传统的$s$波超导体。我们解析地得到了拓扑相图，并通过计算局域态密度数值地证明了平带Majorana束缚态的出现。
2021-11-06 cond-mat.supr-con
Chiral Majorana Hinge Modes in Superconducting Dirac Materials
手征Majorana铰链模是三维二阶拓扑超导体的特征。本文系统地研究了点群D_{2h}中的配对对称性，发现Dirac材料中的主导配对通道可以是s-，d-和s+ id-波配对。除了奇宇称s波配对超导性外，s+ id波配对超导体是拓扑非平凡的，并且具有Majorana铰链和表面模。手征马约拉纳铰链模可以用对称不变点处的四极矩或量子化四极矩的缠绕数来表征。我们的研究结果表明，强的自旋轨道耦合，晶体对称性和电子-电子相互作用的狄拉克材料可能提供了一个微观机制，实现手性Majorana铰链模式，而不利用邻近效应或外场。
2020-10-29 cond-mat.supr-con
Ferromagnetic Impurity Induced Majorana Zero Mode in Iron-Based Superconductor
最近的实验报道了一些具有拓扑能带结构的铁基超导体中与铁磁杂质有关的令人困惑的零能模。在这里，我们表明，足够强的铁磁杂质和衬底之间的交换耦合可以触发量子相变，超过这一点，周围的杂质的拓扑表面超导序参量的相位获得一个符号的变化。在这种情况下，我们证明了Kramers简并对马约拉纳模式可以诱导在边界分离的两个符号变化制度和周围的杂质在拓扑表面超导态的陷阱。此外，我们表明，我们的理论可以解释有争议的观察和混乱的功能，从最近的实验中的一些铁基超导体的零能量模式。
2022-07-20 cond-mat.supr-con
High-Temperature Majorana Fermions in Magnet-Superconductor Hybrid Systems
磁-超导混合结构是利用扫描隧道方法实现、控制和操纵马约拉纳模的最有前途的平台之一。通过在常规元素超导体（如Pb或Re）的表面上沉积磁性原子链或岛，可以出现拓扑超导相。它们的特点是在链端的局部马约拉纳束缚态或在岛的边界分散手性马约拉纳模式。然而，由于超导能隙尺寸非常小，并且在亚开尔文温度下进行的实验，这些实验中的一些还没有达到光谱分辨率以清楚地区分拓扑Majorana和平凡Shiba状态。在这里，我们考虑具有非常规自旋单重态配对的超导衬底，包括高温d波和扩展s波超导体。我们推导出拓扑相图和计算边缘状态的圆柱和岛屿的几何形状，并讨论其性质。发现并讨论了几种张-凯恩-梅勒型的时间反演不变拓扑超导相。此外，我们研究了一维MSH结构，并表明，参数实现拓扑非平凡的磁链嵌入到一个更大的，二维基板不同于纯一维的情况下。一般来说，我们发现，非常规的超导基板的工作以及传统的s波基板实现拓扑相位。特别是，铁基磷属元素化物和硫属元素化物超导体是未来高温MSH系统最有前途的一类衬底。
2020-01-12 cond-mat.supr-con
Nonlocal Cooper pairs in finite topological superconductors and their relation to Majorana nonlocality
Nagoya University（名古屋大学）；Hokkaido University（北海道大学）
研究揭示了有限一维拓扑超导体中库珀对的非局域特性，通过分析格林函数发现非局域库珀对与马约拉纳端模有关，拓展了拓扑量子计算中的非局域概念理解。
2026-11-04 cond-mat.supr-con
Majorana edge states and topological properties in 1D/2D Rashba semiconductor proximity coupled to iron-based superconductor
研究了铁基超导体上沉积的一维和二维Rashba半导体在不同方向的塞曼场作用下的Majorana边态及其拓扑性质.用递归格林函数方法计算了$s_{\pm}$和$s_{++}$两种波对的局域态密度。我们阐明，它表现出各向异性响应所施加的塞曼场特定的马约拉纳边缘状态。这种各向异性可以通过缠绕数来理解，缠绕数表明本系统是否是拓扑的。得到的LDOS和绕组数为$s_{\pm}$和$s_{++}$波配对是显着不同的较低的塞曼场。这些结果为确定铁磷属元素化物的配对对称性提供了指导。
2014-03-25 cond-mat.supr-con
Topological Majorana Lattice Model: Induced "Topological Superconductor" on Topological Superconductor with Vortex-lattice
本文研究了具有正方形涡格的s波拓扑SC。我们提出了一个拓扑Majorana格模型来描述这种拓扑状态。我们发现，Majorana格点模型实际上是一个在父拓扑SC上的“拓扑SC”，Majorana格点模型与具有涡格的拓扑SC之间的这种对应是拓扑态的另一个全息特征。此外，数值计算证实了我们的理论预测。
2012-12-17 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Mirror Majorana zero modes in spinful superconductors/superfluids -Non-Abelian braiding of integer quantum vortices-
人们普遍认为半量子涡旋是实现自旋超导体/超流体中拓扑稳定的Majorana零模和非Abel任意子的必要条件。与此相反，我们在这里证明，整数量子涡旋自旋超导体可以主机拓扑稳定的马约拉纳零模式，因为镜像对称。对称保护的马约拉纳费米子可能表现出非阿贝尔任意子编织。
2013-05-31 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Unconventional Majorana fermions on the surface of topological superconductors protected by rotational symmetry
拓扑超导体是在其边界上具有马约拉纳中间带隙态的物质的奇异带隙相。在传统的拓扑超导体中，Majorana能隙态以局域零维模或传播自旋1/2费米子的形式出现，具有准相对论色散关系。在这里，我们表明，非常规的传播马约拉纳状态可以出现在表面的三维拓扑超导体的旋转对称性保护。非常规的马约拉纳表面态分为三种不同的类型：具有$(2S+1)$ -折叠简并度$(S\geq3/2)$的自旋- $S$马约拉纳费米子，携带两个不同拓扑荷的马约拉纳费米子线，以及四重旋转对称相关的自旋-1/2马约拉纳费米子四重态.前两类的光谱性质超越了传统的自旋1/2费米子，是拓扑超导体所特有的，而在拓扑绝缘体中没有对应的。我们证明了在掺杂$Z_2$拓扑绝缘体或具有旋转对称性的Dirac半金属的超导相中可以获得非常规的Majorana表面态。
2021-05-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
How to realize a robust practical Majorana chain in a quantum dot-superconductor linear array
接近超导体的半导体纳米线是马约拉纳费米子的有前途的实验系统，它最终可能被用作拓扑量子计算机的构建模块。在实验上实现马约拉纳费米子的一个严重挑战是无序对拓扑超导性的抑制。我们表明，马约拉纳费米子保护一个强大的拓扑间隙可以发生在一个链的量子点连接的s波超导体的末端。在适当的参数范围内，我们建立了量子点/超导体系统等价于一维Kitaev链，即使在量子点和超导体都是强无序的情况下，Kitaev链也可以被调谐到具有Majorana端模的鲁棒拓扑相.这种自旋轨道耦合的量子点-s波超导体阵列为观测非阿贝尔Majorana模提供了一个理想的实验平台。
2011-11-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Probing Majorana Flat Bands in Nodal $d_{x^2-y^2}$-wave Superconductors with Rashba Spin-Orbit Coupling
我们发现，在具有$d_{x^2-y^2}$波配对和Rashba自旋轨道耦合的单层或多层节状超导体中，与Majorana平带相关联的Majorana费米子在[110]边以零能量模出现.此外，只要单层或多层超导体的整体反演对称性被破坏，并且在平行于[110]边的面内磁场存在下，Majorana费米子和通常的费米子Andreev束缚态在隧道谱实验中诱导出三峰结构。重要的是，我们表明，零偏压电导峰是由马约拉纳费米子。因此，隧道光谱可以用来探测节状$d_{x^2-y^2}$波超导体中的马约拉纳费米子。
2013-05-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
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
Helical Dirac-Majorana interferometer in a superconductor-topological insulator sandwich structure
在拓扑绝缘体与两个s波超导体构成的异质结构中，当两个s波超导体形成具有π相移的约瑟夫森结时，存在具有螺旋Majorana边缘模的时反不变性拓扑超导相.基于这样的异质结构，螺旋Dirac-Majorana干涉仪被提出来直接测量螺旋Majorana模式的独特输运特征。此外，我们设想如何在现有材料如Bi 2 Se 3或Bi 2 Te 3薄膜的基础上实现我们的提议。
2011-03-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Classification of Majorana Fermions in Two-Dimensional Topological Superconductors
近年来，马约拉纳费米子（MF）由于其奇异的统计特性和在拓扑量子计算（TQC）中的潜在应用而引起了人们的广泛关注。它们被认为存在于各种二维拓扑系统中，如px+ipy拓扑超导体和超导-超导杂化系统。本文指出了两种不同多边形符号规则的Majorana费米子。通过寻找一阶拓扑量子相变的特征，给出了确定MF分类的“确凿的”数值证据。利用它研究了几种二维拓扑超导体。
2015-05-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Anomalous Nonlocal Conductance as a Fingerprint of Chiral Majorana Edge States
手征$p$波超导体是手征马约拉纳边态拓扑系统的主要例子。虽然候选材料存在，手性马约拉纳边缘状态的结论性签名尚未在实验中观察到。在这里，我们提出了一个吸烟枪实验检测的手征马约拉纳边缘状态的基础上的非局域电导的理论结果在一个设备组成的手征$p$波超导体和两个铁磁导线。马约拉纳边缘态的手征性质导致这些结中的长距离和手征敏感的非局域输运。这两个显著的特征使我们能够在单个实验装置中确定手征Majorana边缘态的移动方向。
2019-05-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Vortex pinning by the point potential in topological superconductors: a scheme for braiding Majorana bound states
我们从理论上提出了一个通过操纵点势编织Majorana束缚态的有效方案。仔细阐明了涡旋钉扎效应。这种效应可以用来控制拓扑超导体中的涡旋和Majorana束缚态。数值模拟了移动势流引起的两个涡的交换。涡核中的零能态相对于势的强度是稳健的。数值识别了钉扎涡中的Majorana束缚态。
2017-10-12 cond-mat.supr-con quant-ph
Topological indices, defects and Majorana fermion in chiral superconductors
本文从理论上研究了拓扑不变量在拓扑周期表D类二维手征超导体模型中保护Majorana费米子的作用。揭示了丰富的相图。每个相位的特征在于2d（Z）和1d（Z2）的拓扑不变量，这导致了位错边缘和涡旋核心处的马约拉纳费米子。研究了不同拓扑不变量引起的Majorana费米子的干涉。马约拉纳费米子相对于层间耦合的稳定性，即，在3D中，也进行了检查。
2012-03-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Proposal for the detection of Majorana Fermions in Topological Superconductors
现代光谱学的目标之一是发明理论上提出的检测中性激发的技术。对于超导体，两点输运测量检测到Andreev交叉反射，这证实了Majorana费米子的存在。使用两个压电传感器进行测量可以获得类似的信息。一个传感器测量来自第二个传感器产生的应变场的应力张量响应。应力响应和应变速度之间的比率决定耗散响应。我们将证明耗散应力响应可以用于拓扑超导体。我们将研究磁场中的拓扑超导体，构造一个含有Majorana色散费米子的Abrikosov涡旋格子，用来计算耗散应力响应，识别Majorana费米子和准粒子。
2016-10-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
In the Pursuit of Majorana Modes in Iron-based High-$T_c$ Superconductors
Majorana零模是拓扑超导系统中具有非阿贝尔统计的奇异准粒子激发，是拓扑量子计算的基石，是一种新型的容错量子计算体系结构.本文综述了铁基高温超导体中实现Majorana模的最新进展。首先讨论了铁基超导化合物电子能带结构的拓扑性质。在此基础上，我们提出了几种关于Majorana模的具体设想，包括Fe（Te，Se）表面涡旋核内的Majorana零模、Fe（Te，Se）铰链处的螺旋Majorana模、Fe（Te，Se）/FeTe异质结拐角处的Majorana零模以及面内磁场作用下的单层Fe（Te，Se）的Majorana零模。我们还回顾了目前的实验阶段，并提供了这个快速发展的领域的前景和展望。
2020-05-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Discovery of parity-violating Majorana fermions in a chiral superconductor Sr2RuO4
我们发现宇称违反马约拉纳费米子在手性超导体Sr 2 RuO 4。电流-电压曲线显示出异常的行为：感应电压是偏置电流的偶函数。依赖于磁场的结果表明，马约拉纳费米子的激发沿封闭的手征边缘电流的单畴偏置电流。我们还讨论了单畴Sr_2RuO_4的手征性变化与自发磁化强度之间的关系。
2009-06-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Controlling Majorana hybridization in magnetic chain-superconductor systems
本研究提出通过邻近沉积的额外磁性吸附原子调控超导体表面磁链两端马约拉纳零能模的杂化，方案不受微观细节影响，为相关马约拉纳操控技术提供了基础。
2024-08-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
In-plane Zeeman field induced Majorana corner and hinge modes in an $s$-wave superconductor heterostructure
二阶拓扑超导体主机马约拉纳角和hingemodes在二维和三维的传统的边缘和表面模式。然而，这种二阶角模的实现通常需要非常规的超导配对或复杂的结或分层结构。在这里，我们表明，马约拉纳角模可以实现使用二维量子自旋霍尔绝缘体在接近接触的$s$波超导体和受面内塞曼场。超过临界值，面内塞曼场诱导相邻边界之间的有效狄拉克质量相反，导致一个马约拉纳模式在每个角落。类似的范例也适用于3D拓扑绝缘体与马约拉纳铰链状态的出现。避免复杂的超导体配对和材料结构，我们的计划提供了一个实验现实的平台，实现马约拉纳角和铰链状态。
2020-06-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Majorana corner and hinge modes in second-order topological insulator-superconductor heterostructures
拓扑绝缘体（量子反常霍尔绝缘体）/超导体（SC）异质结构作为Majorana模的平台，在过去的十年里引起了人们极大的关注。这里我们用它的高阶对应物代替拓扑绝缘体。具体地说，我们考虑二阶拓扑绝缘体（SOTI）没有时间反演对称性和调查SOTI/SC异质结构在二维和三维。值得注意的是，我们发现，这种新颖的异质结构提供自然实现的二阶拓扑超导体（SOTSCs）主机马约拉纳角模式在二维和手性马约拉纳铰链模式在三维空间。由于SOTSCs的实现既不需要特殊的配对，也不需要磁场，因此这种SOTI/SC异质结构是Majorana模的杰出平台，并可能具有广泛的应用前景。
2019-07-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Majorana fermions in spin-singlet nodal superconductors with coexisting non-collinear magnetic order
在固态材料中实现Majorana费米子在拓扑有序和量子信息处理方面引起了人们极大的兴趣。我们提出了一种在超导体中产生马约拉纳费米子的新方法。我们发现，一个初始的非共线磁秩序变成一个稳定的马约拉纳束缚态的涡核中的拓扑超导体的节点自旋单线态超导体;在拓扑稳定的磁点缺陷;和边缘。我们认为，这种奇异的非阿贝尔相位可以实现在三角形和正方形格子上的扩展的t-J模型。在节结超导和磁性的关联电子材料中寻找Majorana费米子是很有希望的。
2013-01-29 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Counting Majorana zero modes in superconductors
计算公式的数量（马约拉纳）零模式绑定到拓扑点缺陷的电荷共轭对称性系统的梯度展开进行评估。这种半经典计数的零模式被应用到一些例子，包括石墨烯和手性p波超导体在二维空间。在所有情况下，我们明确地将零模式的计数与陈数联系起来。
2011-04-07 cond-mat.supr-con hep-th
Dissipative Floquet Majorana modes in proximity-induced topological superconductors
我们研究了一个现实的Floquet拓扑超导体，一个周期性驱动的纳米线接近平衡的s波超导体。由于超导邻近效应引起的能量和密度波动，Floquet Majorana线变得耗散。结果表明，在这个耗散系统中，Floquet能带结构仍然保持不变。特别是，我们发现，Floquet马约拉纳零和π模式不能再简单地描述Floquet拓扑带理论。我们还提出了一个有效的模型来简化这些Floquet Majoranas的寿命的计算，并发现寿命可以工程的外部驱动场。
2021-03-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Splitting of Majorana modes due to intervortex tunneling in a p + ip superconductor
我们考虑了二维px+ ipy超导体中存在的多个涡旋，它支持零能量马约拉纳费米子态在其核心。马约拉纳费米子的涡间隧穿提升了拓扑态的简并度。使用Bogoliubov-de Gennes方程，我们计算了由于这些隧道事件的零能量模式的分裂。我们还讨论了超导涨落，特别是它们对能量分裂的影响。
2009-08-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Non-Hermiticity stabilized Majorana zero modes in semiconductor-superconductor nanowires
具有非零能量的耦合马约拉纳零模由于附加的动力学相位而通常对非阿贝尔统计有害。然而，我们发现，一个良好连接的铅可以引入一个本地的非厄米耗散项移动的能量的两个耦合马约拉纳模式为零，并令人惊讶地把耦合马约拉纳模式远离铅成一个黑暗的马约拉纳模式与指数小的耗散。这种暗Majorana模克服了部分重叠的Majorana零模的缺点，并具有真正的Majorana零模的性质，如完全的分数约瑟夫森效应和非阿贝尔统计。
2022-08-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Non-Abelian Majorana Doublets in Time-Reversal Invariant Topological Superconductor
非阿贝尔Majorana零模的研究推进了我们对量子物质基本物理的理解，并推动了这种奇异态在拓扑量子计算中的潜在应用。在二维和一维手征超导体中，孤立的Majorana费米子服从非阿贝尔统计。然而，由于Kramers定理，$Z_2$时间反转不变（TRI）拓扑超导体中的Majorana模是成对的。因此，在TRI超导体中的编织操作总是交换两对马约拉纳。在这项工作中，我们有趣地表明，由于时间反演对称性的保护，非阿贝尔统计可以在一维TRI拓扑超导体中获得，并可能具有应用于拓扑量子计算的优势。此外，我们揭示了约瑟夫森效应中的一个有趣的现象，即约瑟夫森电流的周期性依赖于超导态的费米子宇称。这种效应提供了对这种1D TRI超导体中的拓扑量子比特状态的直接测量。
2013-09-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Theory of Majorana zero modes in unconventional superconductors
本文系统综述了非常规超导体中马约拉纳零模的基本理论，涵盖其自共轭性质、在p波超导体及超导-半导体杂化结构中的实现、与奇频自旋三重态配对的关系，以及隧穿谱和Josephson效应中的实验特征。
2024-04-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
