On the Electromagnetic Response of Topological Superconductors
我们解决了3+1维拓扑超导体电磁响应的几个难题。特别是，我们通过分析计算表明，拓扑和正常超导体之间的界面不表现出任何量子霍尔效应，只要保持时间反演不变性。我们将此与拓扑绝缘体与正常绝缘体界面的类似情况进行对比。不同之处在于，在拓扑绝缘体中，电磁矢量势耦合到狄拉克质量理论中的矢量电流，而在超导体中，一对外尔费米子被马约拉纳质量带隙，电磁矢量势耦合到它们的轴向电流。
2021-03-16 cond-mat.mes-hall
Finite length effect on supercurrents between trivial and topological superconductors
我们数值分析了超导区域的有限长度对低能谱、电流-相位曲线和平凡超导体与拓扑超导体之间的临界电流的影响。这种结被认为是出现在纳米线与强自旋轨道耦合下的外部磁场和邻近诱导超导。我们发现，所有这些量表现出很强的依赖于拓扑相的拓扑扇区的长度，并作为拓扑相的指标，从而出现在拓扑超导体的末端的马约拉纳束缚态。
2019-01-15 cond-mat.mes-hall
Disorder Suppression in Topological Semiconductor-Superconductor Junctions
University of Maryland（马里兰大学）；Joint Quantum Institute（联合量子研究所）
在一个近似的大块超导体中的无序可以散射一个假定的拓扑超导体中的准粒子，并最终破坏拓扑超导态。本文用散射方法和随机矩阵计算方法估计了拓扑约瑟夫森结中无序散射时间。我们发现，从超导体的体的无序散射率，即使在强耦合的限制，抑制在半导体和超导体之间的费米动量的比例。这种无序散射的抑制伴随着在这种半导体/超导体界面处的近乎完美的Andreev反射，这可以用作这种干净的邻近效应的签名。我们还发现，这些结果可以理解的散射的半经典估计。我们讨论在其他系统中的限制，如半导体纳米线的无序散射抑制根据类似的经典估计。
2022-07-11 cond-mat.mes-hall
Engineering Fractional Topological Superconductors: Numerical Bogoliubov-de Gennes Analysis for Parafermion Realization in FCI-Superconductor Heterostructures
本文通过数值Bogoliubov-de Gennes分析，提出在分数切尔绝缘体-超导异质结构中工程Z3 parafermion零模的方法，并展示其实验可检测的特征。
2026-11-04 cond-mat.mes-hall
Topological insulators and superconductors -a curved space a prroach
本文用空间相关基方法研究了晶体中的电子旋量。动量空间中的晶体由布里渊区描述，布里渊区可能包含障碍物或简并物，对于不同的区域需要不同的量规。电子带根据其拓扑结构进行分类。连接和曲率决定了物理性质，这些物理性质根据拓扑不变量进行分类。我们将此方法应用于拓扑绝缘体、拓扑超导体、耦合环中的持续电流和弯曲晶面边界的光电子发射
2015-07-31 cond-mat.mes-hall
Majorana edge modes of topological exciton condensate with superconductors
研究了强拓扑绝缘体两平行表面间库仑相互作用形成的拓扑激子凝聚体的边缘态。当凝聚体与两个表面上有π相移的超导体接触时，一对反向传播的马约拉纳模关闭了边界处的间隙。我提出了一个纳米结构的拓扑绝缘体和超导体系统，以实现不成对的马约拉纳费米子。马约拉纳信号可以用来检测拓扑激子凝聚体的形成。相关的实验签名以及相关系统的影响进行了讨论。
2012-04-04 cond-mat.mes-hall
Characterizations of topological superconductors: Chern numbers, edge states and Majorana zero modes
拓扑超导体的拓扑性质通常用体陈数、边态谱和马约拉纳零模来表征。它们是等价的还是不等价的还不清楚。在这里，我们研究这个问题的重点是棋盘格模型相结合的陈绝缘体和手征$p$波超导。多个拓扑超导相的陈数高达$\mathcal{N}=4$的生产。我们明确地证明了这个二维拓扑超导体模型中的陈数，边缘状态和马约拉纳零模之间的失配。其内在原因是超导相中继承自陈-绝缘体相的一些边缘态不受粒子-空穴对称性的保护。我们进一步检验了涡旋态中的失配。因此，我们的研究结果澄清了这些不同的，但互补的拓扑特征，并建议进一步的考虑，需要表征各种拓扑超导体。
2017-09-29 cond-mat.mes-hall
Fractional spin Josephson effect in topological spin superconductors
本文基于 Kitaev 链自旋对应模型，用 S 矩阵和格林函数方法研究拓扑自旋超导体的自旋约瑟夫森效应，发现在位能量可引发分数与整数效应转变及电荷泵浦，为自旋输运探测提供新途径。
2024-12-11 cond-mat.mes-hall
Higher-order topological insulators and superconductors protected by inversion symmetry
我们研究拓扑晶体绝缘体和超导体的表面态的反转对称性保护。这些属于“高阶”拓扑绝缘体和超导体的范畴，它们具有沿着一维曲线（铰链）传播或局限于表面上的某些点（角）的表面状态。我们表明，高阶拓扑绝缘体和超导体的表面状态可以被认为是全球不可移动的拓扑缺陷，并提供了一个完整的分类，这些反相保护相在任何空间维度的10个对称类的层建设的手段。此外，我们讨论了这种状态的可能的物理实现与时间反演不变的拓扑绝缘体（类AII）在三维或时间反演不变的拓扑超导体（类DIII）在两个或三个维度。前者可用于构建三维二阶拓扑绝缘体，其表现出沿相对边缘传播的一维手征或螺旋模式，而后者能够构建三维三阶或二维二阶拓扑超导体，其承载马约拉纳零模式定位于两个对角。通过反转保护，这样的状态不被钉扎到特定的一对边缘或角，从而提供了通过施加反转对称扰动（诸如磁场）来控制它们的位置的可能性。
2018-05-29 cond-mat.mes-hall
Engineering topological superconductors using surface atomic-layer/molecule hybrid materials
表面原子层（SAL）超导体是在洁净的半导体表面外延生长金属原子而形成的。与传统的金属薄膜相比，它们具有两个重要的特征：i）整个系统的空间反转对称性破缺和ii）对外来物种的表面吸附的高灵敏度。这些可能导致表现的Rashba效应和塞曼场施加吸附的磁性有机分子。在介绍了典型SAL超导体Si（111）-（root 7 xroot 3）-In之后，我们描述了如何利用这些特征来设计具有Majorana费米子的拓扑超导体，并讨论了它的前景和预期的挑战。
2015-08-04 cond-mat.mes-hall
Generic phase diagram for Weyl superconductivity in mirror-symmetric superconductors
研究了三维奇宇称或非中心对称镜像超导体在时间反演对称性破缺时的拓扑相变。我们构造了镜像对称超导体中Weyl超导性的一般相图。结果表明，外尔超导电性一般出现在平凡和拓扑晶体超导相之间。我们演示了如何外尔节点的轨迹确定的拓扑相变中的镜像陈数的变化。我们还讨论了粒子-空穴对称性与实现拓扑晶体超导相的Weyl节点轨迹之间的关系。
2018-02-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
A New Platform for Engineering Topological Superconductors: Superlattices on Rashba Superconductors
寻找支持Majorana费米子激发的拓扑超导体一直是凝聚态物理的重要课题。在这项工作中，我们提出了一个新的工程拓扑超导体的实验方案。在这个方案中，通过操纵放置在具有Rashba自旋轨道耦合的超导体顶部的有机分子的超晶格结构，可以在不微调化学势的情况下实现拓扑超导相。此外，通过改变有机分子的超晶格结构，可以得到不同陈数的超导体。
2015-02-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Conversion of a conventional superconductor into a topological superconductor by topological proximity effect
实现马约拉纳费米子的拓扑超导体是凝聚态物理的核心挑战。一种方法是在异质结构中使用超导邻近效应（SPE），其中与超导体接触的拓扑绝缘体通过库珀对穿过界面而具有有效的p波配对。然而，这种方法在访问深埋在地表下的拓扑界面时遇到困难。在这里，我们提出了一种替代方法来实现拓扑超导性没有SPE。在TlBiSe_2衬底上生长的Pb（111）薄膜中，我们发现衬底TlBiSe_2的Dirac锥态迁移到Pb薄膜的上表面，并在Pb的超导转变温度以下获得一个能隙。这表明BCS超导体通过拓扑邻近效应转变为TSC。我们的发现开辟了一条操纵材料拓扑超导性质的途径。
2020-03-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Quantum transport in topological insulator hybrid structures -- A combination of topological insulator and superconductor
本文简要回顾了拓扑绝缘体的发展历史。然后，讨论了拓扑绝缘体-超导体混合结构中的电子输运实验，包括实验方法、物理性质和看似矛盾的观察结果。此外，还提出了一些新的拓扑绝缘体杂化结构。
2012-11-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Topological surface states in nodal superconductors
拓扑超导体由于其在器件制造和量子信息方面的潜在应用而成为研究热点。除了完全带隙超导体外，非常规超导体的序参量中含有点或线节点也可以表现出非平凡的拓扑特性。本文综述了节点拓扑超导体理论研究的最新进展，重点介绍了Weyl和非中心对称超导体及其表面保护态。使用选定的例子，我们审查这些系统的散装拓扑性质，研究不同类型的拓扑表面状态，并检查其不寻常的属性。此外，我们还综述了一些拓扑超导性的候选材料，并讨论了拓扑表面态的不同实验特征。
2015-02-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Realizing DIII Class Topological Superconductors using $d_{x^2-y^2}$-wave Superconductors
本文证明了具有Rashba自旋轨道耦合的准一维$d_{x^2-y^2}$波超导体是拓扑超导体。这种时间反演不变的DIII类TS支持两个拓扑保护的零能量马约拉纳费米子在系统的每一端。与使用s波超导体的提议相反，在s波超导体中，需要强磁场和化学势的微调来产生马约拉纳费米子，在我们的提议中，拓扑非平凡的制度可以在没有磁场和广泛的化学势的情况下达到。实验签名和实现拟议的超导状态进行了讨论。
2012-01-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Microscopic Theory of Surface Topological Order for Topological Crystalline Superconductors
我们构造微观哈密顿量的拓扑晶体超导体的表面上，由$\mathbb{Z}_2$反射对称性保护的保序拓扑有序状态。从表面上的$ν$马约拉纳锥，我们表明，半费米子拓扑秩序出现的$ν=2$，更一般地说，$\mathrm{SO}(ν)_ν$拓扑秩序的所有$ν\geq 2$和$\mathrm{Sp}(n)_n$的$ν=2n$。
2018-01-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Conductance spectroscopy of topological superconductor wire junctions
本文研究了一维正常超导体（NS）结的零温输运性质。在拓扑NS结推广的Blonder-Tinkham-Klapwijk（BTK）形式下，我们解析地计算了两种拓扑超导体模型：无自旋内禀$p$波超导体和塞曼场中自旋轨道耦合$s$波超导体的微分电导.在这两种情况下，我们验证了零偏置电导是稳健的量化在$2e^2/h$的拓扑制度，而它需要在非拓扑阶段的非普适值。在拓扑状态下的电导谱在零偏置的某些参数制度，与自旋轨道耦合和势垒透明度的强度控制的峰宽发展。
2015-11-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Correlated spin currents generated by resonant crossed Andreev reflections in topological superconductors
拓扑超导体支持马约拉纳费米子激发，由于其新颖的输运性质及其在容错量子计算中的潜在应用，一直是深入研究的主题。在这里，我们提出了一种新型的拓扑超导体，它可以用作一种新的相关自旋电流源。我们表明，诱导超导AIII类拓扑绝缘体线，尊重手征对称性和支持保护的费米子端态，将导致拓扑超导体。这种拓扑超导体支持两个拓扑相，分别具有一个或两个马约拉纳费米子端态。在含有两个马约拉纳费米子的相态中，由于马约拉纳诱导的共振交叉Andreev反射，超导体可以在两个空间分离的引线中有效地将库珀对分裂成电子。在引线中产生的电流是相关的和自旋极化的。重要的是，所提出的拓扑超导体可以使用接近超导体的量子反常霍尔绝缘体来实现。
2014-02-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Cross-Correlated Responses of Topological Superconductors and Superfluids
我们研究了拓扑超导体和超流体对温度梯度和转动的非平凡响应。在二维带隙系统中，将计算霍尔电导率的Stravida公式推广到霍尔热导率。应用这个公式的三维拓扑超导体的马约拉纳表面状态预测的轨道角动量和热极化（熵极化）之间的交叉相关的响应。这些结果与三维拓扑超导体和超流体的重力电磁描述有着天然的联系，类似于${\mathbb{Z}}_2$拓扑绝缘体中的拓扑磁电效应.
2011-11-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Topological Mid-gap States of px+ipy Topological Superconductor with Vortex superlattice
本文研究了具有涡旋超晶格的px+ipy拓扑超导体。我们发现，涡旋超晶格诱导的带隙中存在带隙，并且带隙中具有非平凡的拓扑性质，包括无带隙边缘态和非零缠绕数。提出了一个拓扑各向异性紧束缚Majorana晶格模型来描述中间能隙态。
2014-02-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Probing the topological character of superconductors via non-local Hanbury-Brown and Twiss correlations
超导体可以根据是否保持时间反演对称性（TRS）、手征对称性和粒子-空穴对称性而被分类为拓扑或非拓扑。此外，拓扑超导体也可以分类为手性或螺旋形。本文利用Hanbury-Brown和Twiss（HBT）的散粒噪声关联和非局域电导，对金属/二维非常规超导体/金属结进行了探测，以更好地理解配对拓扑与非拓扑、螺旋与手征、节结与间隙。我们看到，HBT的相关性是不对称的非拓扑超导体的偏置电压的函数，而它们是对称的拓扑超导体的势垒强度无关。拓扑超导体与拓扑量子计算中重要的马约拉纳费米子有关。通过区分拓扑超导体和非拓扑超导体，我们的研究将有助于寻找马约拉纳费米子，这将有助于设计拓扑量子计算机。
2022-08-16 cond-mat.mes-hall physics.app-ph quant-ph
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
Hall conductivity as bulk signature of topological transitions in superconductors
拓扑超导体可以经历具有不同拓扑数的相之间的转变，这与拓扑绝缘体的情况一样，与无隙（马约拉纳）边缘状态的存在有关。在$\mathbb{Z}$拓扑绝缘体中，电荷霍尔电导率是量子化的，与在边缘处运行的无带隙状态的数量成比例。然而，在超导体中，电荷不守恒，因此，即使在$\mathbb{Z}$拓扑超导体的情况下，$σ_{xy}$也不量子化。在这里，它示出，而$σ_{xy}$不断演变之间的不同的拓扑相位的$\mathbb{Z}$拓扑超导体，其衍生物显示尖锐的功能信号的拓扑转变。我们详细考虑了具有p波对称性的三重态超导体在存在Rashba自旋轨道耦合和外加塞曼自旋分裂的情况下的情况。推广的情况下，配对矢量是不对齐的SO耦合。我们还推广到正常系统已经拓扑非平凡的情况。
2013-02-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Topological stability of Majorana zero-modes in superconductor-topological insulator systems
本文导出了二维和三维超导体-拓扑绝缘体系统中零能Majorana费米子模的指数定理，该定理适用于具有手征对称性和粒子-空穴对称性的模型.对于更一般的模型没有手征对称性，我们建议马约拉纳零模式分类的Z $_2$。
2010-01-29 cond-mat.mes-hall hep-th
Topological superconductivity in proximity to type-II superconductors
邻近耦合到超导体的一维系统可以被外部磁场驱动到拓扑超导相。在这里，我们调查的效果，由磁场在提供邻近效应的II型超导体中创建的涡旋。我们确定不同的方式，拓扑保护的马约拉纳模式可以妥协，并讨论策略，以规避这些不利影响。我们的研究结果也与邻近量子霍尔边缘态的拓扑相有关。
2020-09-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Classification of Topological Insulators and Superconductors
提出了一种拓扑绝缘体和超导体的详尽分类方案。拓扑绝缘体（超导体）的关键性质是在拓扑平凡状态和拓扑非平凡状态之间的界面/边界处出现无间隙自由度。我们的方法包括在减少的问题分类拓扑绝缘体（超导体）在d空间维度的问题，安德森局域化在（d-1）维边界的系统。我们发现，在每个空间维度上，恰好有五种不同的拓扑绝缘体（超导体）。给定的拓扑绝缘体（超导体）内的不同拓扑扇区可以用整数绕组数或Z_2量来标记。五种拓扑绝缘体之一是d=2的“量子自旋霍尔”（或：Z_2拓扑）绝缘体，以及它在d=3维中的推广。对于每个维度d，五个拓扑绝缘体对应于十多年前由Altland和Zirnbauer在无序系统的上下文中引入的哈密顿算子的十个通用对称类中的五个的某个子集（其概括了三个众所周知的“Wigner-Dyson”对称类）。
2009-05-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
One-dimensional $2^n$-root topological insulators and superconductors
平方根拓扑是最近出现的一个子领域，描述了一类绝缘体和超导体，其拓扑性质只有在将它们的哈密顿量平方时才能揭示，即，起始平方根模型的有限能量边缘状态从平方模型中存在的已知拓扑绝缘体/超导体的零能量边缘状态继承它们的拓扑特征。专注于一维模型，我们展示了这个概念如何可以推广到$2^n$ -根拓扑绝缘体和超导体，与$n$任何正整数，其规则的建设系统化在这里。借用图论，我们引入了$2^n$ -根拓扑绝缘体/超导体的树形结构的概念，其通过一系列平方操作随后是恒定的能量转移，将任何$n$的起始模型的哈密顿量连接到已知的拓扑绝缘体/超导体的哈密顿量，确定为其拓扑特征的来源。我们的工作铺平了道路的$2^n$ -根拓扑结构的扩展到高维系统。
2021-06-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.other
Engineering 1D topological phases on $p$-wave superconductors
在这项工作中，我们研究如何，与杂质工程的帮助下，二维$p$波超导体可以作为一个平台，一维拓扑相位。我们发现，虽然手性和螺旋母态本身是拓扑非平凡的，标量杂质链上的两个系统支持多个拓扑相位和马约拉纳端态。我们开发了一种方法，使我们能够提取的拓扑不变量和subgap频谱，即使远离中心的差距，为代表的情况下，无自旋，手性和螺旋超导体。我们发现，保护非平凡相位的拓扑间隙的大小可能是底层超导体间隙的一个重要部分。
2016-12-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Topological state engineering by potential impurities on chiral superconductors
在这项工作中，我们考虑了潜在的杂质沉积在二维手性超导体的顶部的影响。最近发现，$s$波超导体上的磁性杂质晶格可以产生丰富的拓扑相图。我们发现，类似的机制发生在手性超导体修饰的非磁性杂质，从而避免了微妙的问题的磁性有序的吸附原子。我们通过介绍嵌入在手征$p$波超导体上的潜在杂质晶格的理论来说明该方法。虽然拓扑状态工程的先决条件是一个手征超导体，所提出的程序的结果与不同的陈数的非平凡的后裔阶段的前景。
2016-04-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Superconductor/normal-metal/superconductor junction of topological superconductors revisited: Fractional Josephson current, fermion parity, and oscillating wavefunctions
分数约瑟夫森效应已知是具有马约拉纳零模（Majorana zero mode，MZM）的拓扑约瑟夫森结的特征现象，其中约瑟夫森电流在两个拓扑超导体之间的相位差中具有$4π$（而不是$2π$）周期性。我们介绍了一个一维模型的拓扑超导体/正常金属/超导体（SNS）结的正常金属（N）区域的有限长度，这是短结和长结限制之间的中间制度。在SN界面弱隧穿的假设下，研究了共振和有限尺寸效应对分数约瑟夫森效应的影响，这是由于N区存在多个离散的能级，其中波函数具有振荡节结结构.通过对通过结的传输振幅的符号变化和两个MZM的费米子宇称的仔细分析，我们发现分数约瑟夫森电流正比于包含两个填充正常能级和两个MZM的总费米子数的宇称。此外，我们阐明了约瑟夫森电流的急剧增强，由于在N区和MZM之间的分立能级的共振。
2021-11-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Topological phases: Classification of topological insulators and superconductors of non-interacting Fermions, and beyond
在简要回顾了基于量子纠缠的物质拓扑相的观点，以概述一般的背景下，我们给出了不同的方法来分类问题的拓扑绝缘体和超导体的非相互作用费米子的概述。特别是，我们回顾了一些详细的一般对称性方面的“十倍的方式”，形成的基础上的分类，并把不同的方法相互之间的关系的分类。最后，我们简要地提到了一些相互作用的效果，主要是在三个空间维度上获得的结果。
2015-12-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Anisotropic magnetic responses of topological crystalline superconductors
出现在时间反演不变拓扑晶体超导体表面的Majorana Kramers对显示出对外加磁场的伊辛各向异性。我们澄清，晶体对称性唯一确定的方向的Majorana伊辛自旋给定的不可约表示对潜在的，推导出限制拓扑不变量。此外，给出了n重旋转对称性保护非平凡拓扑不变量的必要条件。
2017-02-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Electron waiting times in hybrid junctions with topological superconductors
我们研究了超导混合结的等待时间分布（WTD），考虑到传统的和拓扑非平凡的超导体在其边缘托管马约拉纳束缚态。为此，我们采用了散射矩阵形式主义，使我们能够评估的传输和反射的电子或空穴之间的等待时间。具体来说，我们分析正常金属超导体（NIS）结和NISIN结，其中库珀对在空间上分为不同的引线。等待时间的分布对电子和空穴的同时反射很敏感，拓扑超导体中的零能态增强了这一点。对于NISIN结，普通超导体的WTD与外加电压有很强的依赖关系，而对于拓扑超导体，WTD与外加电压基本无关，这种电压依赖关系又与拓扑边缘态的存在有关，表明WTD是一种很有前途的拓扑超导性识别工具.
2018-11-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Topological phase transitions in superconductors with chiral symmetry
研究一维手征对称超导体中通过物理微扰打开能隙并诱发向拓扑非平庸相转变的机制，提出并验证了边缘拓扑超导体的概念。
2025-05-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Phase diagrams of a p-Wave superconductor inside a mesoscopic disc-shaped sample
利用Ginzburg-Landau理论研究了介观圆盘结构中时间反演对称破缺p波超导态的有限尺寸效应和边界效应。我们发现，对于一个大的参数范围内，系统表现出多个相变。从正常态的超导转变也可以作为外部磁场的函数而折返。
2012-10-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Classification of topological insulators and superconductors in the presence of reflection symmetry
我们讨论的拓扑分类的绝缘体和超导体中存在的两个（非空间）离散对称性的Altland-Zirnbauer分类和空间反射对称性在任何空间维度。通过使用最小矩阵维数的Dirac Hamilton体的结构和拓扑不变量的显式构造，我们提供了完整的分类，它仍然具有与原始Altland-Zirnbauer分类相同的维数周期性.反射对称保护的拓扑绝缘体和超导体的分类关键取决于反射对称操作的实现方式。当引入边界时，其反映到自身中，这些非平凡的拓扑绝缘体和超导体支持局限于边界处的无隙模式。
2013-03-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
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
Pairing Obstructions in Topological Superconductors
现代对拓扑绝缘体的理解是基于位置空间中的Wannier障碍。受此启发，我们从位置空间的角度研究拓扑超导体。对于一维超导体，我们证明了单个库珀对的波函数在平凡相中以指数形式衰减，在拓扑相中以多项式形式衰减。对于位置空间的马约拉纳表示，我们表明，拓扑相位的特点是由一个非零的马约拉纳极化，它捕获了一个不可移动的和量化的分离马约拉纳瓦尼尔中心的原子位置。我们应用我们的结果诊断二阶拓扑超导相在两个维度。我们的工作为将拓扑量子化学推广到超导领域奠定了有利的基础。
2020-07-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Electromagnetic and thermal responses of Z topological insulators and superconductors in odd spatial dimensions
体拓扑不变量与实验观测物理量之间的关系是拓扑绝缘体和超导体的基本性质。在奇空间维度的手征对称系统中，例如时间反演不变的拓扑超导体和具有亚晶格对称性的拓扑绝缘体，这种关系还没有得到很好的理解。我们澄清，缠绕数表征这些系统的体Z非平凡性可以出现在电磁和热响应中的某一类异质结构系统。研究还发现，在体“手征极化”中可以检测到Z非平凡性，这是由磁电效应引起的。
2012-12-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Progress in superconductor-semiconductor topological Josephson junctions
本文综述了超导体-半导体拓扑约瑟夫森结在实现 Majorana 束缚态方面的进展，指出最终验证需通过非阿贝尔编织与融合实验。
2024-08-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Second-Order Bulk-Boundary Correspondence in Rotationally Symmetric Topological Superconductors from Stacked Dirac Hamiltonians
二维二阶拓扑超导体在其边界处具有零维马约拉纳束缚态。在这项工作中，专注于旋转不变的晶体拓扑超导体，我们建立了一个散装边界对应链接的存在下，这样的马约拉纳束缚态的散装拓扑不变量引入Benalcazar等人。因此，我们建立当一个拓扑晶体超导体的旋转对称性保护显示二阶拓扑超导性。我们的方法是基于堆叠狄拉克哈密顿，使用它，我们将拓扑相位之间的转换相邻的间隙边界之间的转换属性。我们发现，除了批量旋转不变量，在一个给定的几何形状的马约拉纳边界束缚态的存在依赖于弱拓扑不变量和旋转中心相对于晶格的位置之间的相互作用。我们为我们的预测提供了数值例子，并讨论了我们的方法可能的扩展。
2020-04-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Magnetic Flux Periodicity in Second Order Topological Superconductors
$\frac{hc}{2e}$的磁通量周期性是典型s波超导体中库珀配对的一种众所周知的表现。本文从理论上证明了二维二阶拓扑超导体的磁通周期性是$\frac{hc}{e}$，这种超导体的特征是零能Majorana模局域在样品的角上.我们进一步表明，周期性的变化回到$\frac{hc}{2e}$在过渡到一个拓扑平凡的超导体，其中的马约拉纳模式与体态杂交，表明周期性的加倍是一个表现的非平凡的拓扑状态。
2020-03-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
A road to reality with topological superconductors
物质的拓扑态是低能准粒子的来源，它们被束缚在缺陷上或沿着表面传播。在超导体中，它们是马约拉纳费米子，用实波函数而不是复波函数来描述。在基于拓扑超导性的量子计算中，由于不存在复相因子，可以防止退相干。这是一个教程风格的介绍写的自然物理学重点问题的拓扑问题。
2016-06-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Topological insulators and superconductors: ten-fold way and dimensional hierarchy
最近的研究表明，在每一个空间维度上，精确地存在五种不同的拓扑绝缘体或超导体。在一个给定的类中，不同的拓扑扇区可以根据情况通过Z或Z_2拓扑不变量来区分。这是一个详尽的分类。在这里，我们构造的代表拓扑绝缘体和超导体的所有五个类别和任意空间维d，在狄拉克哈密顿。使用这些代表，我们展示了如何拓扑绝缘体（超导体）在不同的维度和不同的类可以通过压缩一个或多个空间维度（在卡鲁扎-克莱因的方式）通过降维相关。对于Z-拓扑绝缘体（超导体），这是通过每次下降一维到不同的类别来进行的。另一方面，Z_2-拓扑绝缘体（超导体）被证明是同一类中父Z-拓扑绝缘体的低维后代，它们继承了它们的拓扑性质。对于具有满足至少一个现实条件（由时间反演或电荷共轭/粒子空穴对称性引起）的哈密顿量的拓扑绝缘体（超导体），在d维中存在的8倍周期性是正交群SO（N）的旋量表示的8倍周期性（波特周期性的一种形式）的反映。我们推导了表征具有手征对称性的拓扑绝缘体/超导体的拓扑不变量与Chern-Simons不变量之间的关系：它将不变量与电极化的强度（d=1）或磁电极化率（d=3）联系起来。最后，我们讨论拓扑场论描述的线性响应的时空理论，并研究如何反演对称性的存在修改的分类。
2010-06-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Braiding Induced by Finite-Size Effect in One-Dimensional Topological Superconductors
本研究针对一维拓扑超导体中MZM和MKP的输运性质，建立其编织的有效模型，利用有限尺寸效应等实现MKP编织模型并构建状态控制，为验证二者非阿贝尔统计性质及拓扑量子计算提供可行方案。
2024-07-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Teleportation-induced entanglement of two nanomechanical oscillators coupled to a topological superconductor
一维拓扑超导体的特点是一个单一的费米子零模，是离域的两个马约拉纳束缚态位于系统的两端。我们研究了一对空间分离的纳米机械振荡器隧道耦合到这些马约拉纳模式。最有趣的是，我们证明了在介观拓扑超导体上的电子-声子耦合和有限的充电能量的组合可以通过非局域费米零模导致振子之间的有效超交换。我们进一步表明，这种隐形传态机制导致纠缠的两个振荡器的距离，可以显着超过超导体的相干长度。
2014-04-29 cond-mat.mes-hall quant-ph
Systematic Construction of tight-binding Hamiltonians for Topological Insulators and Superconductors
近年来的一个引人注目的发现是，存在着各种各样的拓扑绝缘体和超导体，它们根据系统的对称性和维数具有周期表的特征。为了物理上实现这些特殊的相位并研究它们的性质，一个关键的步骤是构造实验相关的哈密顿来支持这些拓扑相位。本文提出了一种基于四元数代数的方法来构造周期表中所有具有任意整数拓扑不变量的三维拓扑相的紧束缚哈密顿量，其中包括自旋单重态和自旋三重态拓扑超导体、霍普夫和手征拓扑绝缘体。对于每一类，我们通过几何分析和数值模拟计算相应的拓扑不变量。
2014-02-21 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
Evidence of topological Shiba bands in artificial spin chains on superconductors
在开发用于实现拓扑量子计算的拓扑超导体中的主要挑战是它们的表征和控制。通过自旋-轨道耦合，将磁性原子链组装到s波超导体上，可以实现单原子精度的p波带隙拓扑超导体。在这里，我们分析了Bogoliubov准粒子在Nb（110）上原子一原子地构建的Mn链中的干涉，并首次利用动量分辨测量揭示了多轨道Shiba带的形成。我们发现的证据表明，一个带具有拓扑非平凡的p-波间隙推断从它的形状和粒子-空穴不对称强度。我们的工作是一个独特的实验测定拓扑相位在多轨道系统的体电子能带结构属性的重要一步。
2021-05-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Topological superconductivity in semiconductor-superconductor-magnetic insulator heterostructures
混合超导-半导体异质结构是实现拓扑超导体和探索马约拉纳束缚态物理的重要平台。最近的实验进展的动机，我们从理论上研究如何磁绝缘体提供了一种替代使用外部磁场达到拓扑政权。我们考虑不同的设置，其中：（1）磁性绝缘体在超导体中诱导交换场，这导致通过邻近效应在半导体中分裂，以及（2）磁性绝缘体充当超导体和半导体之间的自旋过滤隧道势垒。我们表明，在超导体中的自旋分裂单独不能诱导在半导体的拓扑转变。为了克服这一限制，我们建议使用自旋过滤屏障，增强磁交换，并提供了一个拓扑相变的机制。此外，自旋相关隧穿引入了对能带对准的强烈依赖，这在量子限制系统中可能是至关重要的。与需要外部磁场的先前设备相比，该机制打开了通向拓扑导线网络的路线，其中对设备几何形状的约束更少。
2021-03-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Induced topological order at the boundary of 3D topological superconductors
我们提出了紧束缚模型的三维拓扑超导体在DIII类，支持各种绕组数。我们表明，无间隙的马约拉纳表面状态出现在他们的边界与体积边界对应。在塞曼场的存在下，表面态变得带隙，边界表现为D类的二维超导体。重要的是，2D和3D缠绕数是一致的，这意味着边界的拓扑顺序是由3D块体的顺序引起的。因此，在类DIII的三维拓扑超导体的边界可以用于本地化马约拉纳零模式的鲁棒实现。
2014-08-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con quant-ph
Antiferromagnetic Topological Superconductor and Electrically Controllable Majorana Fermions
我们研究了拓扑超导体在一个具有四种质量产生项的一般抵消蜂窝系统中的实现，其中超导体带隙是通过将蜂窝系统连接到$s$波超导体上来引入的。构造拓扑相图，我们表明，Majorana模式形成的相边界。特别地，我们分析了在垂直电场$E_{z}$存在下具有反铁磁有序的蜂窝系统。它对于$|E_{z}|>E_{z}^{\text{cr}}$是拓扑的，对于$|E_{z}|<E_{z}^{\text{cr}}$是平凡的，其中$E_{z}^{\text{cr}}$是某个临界场。通过控制外加电场，可以在平凡超导体中产生拓扑点。在相边界处出现一个Majorana零能束缚态。我们可以通过移动外加电场的光斑来任意控制马约拉纳费米子的位置，这将通过扫描隧道显微镜探针来实现。
2014-11-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
No-go theorem for a time-reversal invariant topological phase in noninteracting systems coupled to conventional superconductors
我们证明了一个系统的非相互作用的电子接近耦合到一个传统的s波超导体不能实现一个时间反演不变的拓扑相位。这是通过表明，对于这样的系统，在一个或两个维度，相应的对称类（DIII）的拓扑不变量总是平凡的。我们的研究结果表明，在时间反演不变系统的马约拉纳束缚态的追求应针对相互作用的系统或在接近非常规超导体。
2016-10-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
