Orbitally resolved superconductivity in real space: FeSe
多轨道超导体将非常规配对与复杂的能带结构相结合，其中带中的不同轨道有助于形成大量的超导能隙。在这里，我们展示了一种新的方法，使用低温扫描隧道显微镜（LT-STM）来解决不同的轨道超导性的贡献。这种方法是基于STM的能力，解决本地的状态密度（LDOS）与组合的高能量和子晶胞分辨率。该技术直接确定无缺陷晶体上的轨道，而不需要表面上的散射和复杂的准粒子干涉（QPI）测量。以体相FeSe为例，我们用30 mK STM直接求解了单胞内的超导能隙。结合密度泛函理论计算，我们能够确定每个能隙的轨道特征。
2019-05-25 cond-mat.supr-con
Searching for Majorana quasiparticles at vortex cores in iron-based superconductors
本文回顾了Fe(Se,Te)涡旋核心的高能量分辨率STM/STS实验，指出观察到的ZVBS指向MZM起源，并探讨了确认马约拉纳特性的现状、问题及未来实验方向。
2023-08-02 cond-mat.supr-con
Hidden sign-changing $s$-wave superconductivity in monolayer FeSe
结合最近的扫描隧道显微镜（STM）和角分辨光电子能谱（ARPES）的测量结果，我们建立了一个适用于描述单层FeSe在SrTiO $_{3}$上生长的能带结构的紧束缚模型.然后我们提出了一个可能的配对函数，它能很好地描述ARPES观测到的能隙各向异性，并且具有隐藏的变号特性。最后，作为对该配对函数的检验，我们进一步研究了掺杂引起的束缚态，并将在以后的STM实验中得到验证。
2016-04-16 cond-mat.supr-con
Role of magnetism and electron-lattice interactions in STM spectra of cuprates
对耦合到载流子的玻色子模的研究是理解超导性的一个关键因素。Lee等人使用原子分辨率扫描隧道光谱（STM）试图提取高温超导体Bi 2Sr 2CaCu 2 O 8 +d中这些模式的光谱，他们发现了一种模式，其频率不依赖于掺杂，而是随着16 O到18 O同位素取代而改变，这导致他们提出晶格模式（声子）的作用。仔细检查他们发表的数据，发现一个较弱但独特的特征，具有在其他竞争实验中被确定为玻色子模式的磁激励的所有特征。我们认为李等人所看到的晶格模式与超导性无关，而是由于绝缘氧化层的非弹性隧穿。
2007-07-24 cond-mat.supr-con
Majorana Fermions in Chiral Topological Ferromagnetic Nanowires
最近的实验中，零偏置峰已被观察到在扫描隧道显微镜（STM）实验中进行的磁性原子链上的超导体，我们表明，通过推广早期的工作，沉积在自旋轨道耦合超导衬底上的多通道铁磁线可以实现非平凡的手征拓扑超导态与Majorana束缚态定位在线端。非平凡的拓扑状态发生的通用参数不需要微调，至少对于非常大的交换自旋分裂的线。我们从理论上获得的签名出现在多线系统中的任意数量的马约拉纳模式的存在下，将有限的温度，有限的势垒在STM尖端的作用，和有限的电线长度。这些签名的STM微分电导，清楚地揭示了零能量马约拉纳端模式和预测的多个马约拉纳分数约瑟夫森效应的空间分布。这项工作的一个重要组成部分是致力于我们的理论和最近的STM实验声称观察马约拉纳费米子之间的详细的关键比较。详细比较的结论是，尽管实验观测与我们的理论发现并不明显不一致，但非常小的拓扑超导能隙和非常高的实验温度使得不可能决定性地验证局域马约拉纳零模的存在，因为马约拉纳模式的谱权重必须在超过能隙大小的非常宽的能量范围上扩展。因此，虽然实验结果确实与高度加宽和削弱的马约拉纳零偏峰一致，但要得出任何明确的结论，都需要低得多的实验温度。
2015-03-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
s+is superconductivity with incipient bands: doping dependence and STM signatures
最近的观察结果的小费米能量和相对较大的超导间隙，目前也没有交叉的费米能量（初期带）在铁基超导体，我们分析了掺杂的超导性的演变在一个四带模型跨越Lifshitz过渡，包括BCS-BEC交叉效应的浅带。类似于BCS的情况下，我们发现，与空穴掺杂的空穴带的超导序参量之间的相位差的变化从$0$ $π$通过中间$s+is$状态打破时间反演对称性。然而，过渡发生在该地区的电子带是初期和化学势重整化的超导状态导致显着扩大的$s+is$区域。我们进一步提出的定性特征的$s+is$状态，可以观察到在扫描隧道显微镜（STM）实验也考虑到初期带。
2017-07-26 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Higher-Order Topological Superconductivity and Electrically Tunable Majorana Corner Modes in Monolayer MnXPb$_2$ (X=Se, Te)-Pb Heterostructure
Institute of Applied Physics and Computational Mathematics（应用物理与计算数学研究所）；Anhui Provincial Key Laboratory of Low-Energy Quantum Materials and Devices, High Magnetic Field Laboratory, HFIPS, Chinese Academy of Sciences（中国科学院合肥物质科学研究院强磁场科学中心安徽低能量子材料与器件重点实验室）；Science Island Branch of Graduate School, University of Science and Technology of China（中国科学技术大学研究生院合肥科学岛分院）；National Key Laboratory of Computational Physics（计算物理学国家重点实验室）；School of Physics and Physical Engineering, Qufu Normal University（曲阜师范大学物理工程学院）
研究通过单层MnXPb₂异质结构实现电可控马约拉纳角模式，利用反铁磁拓扑绝缘体和超导近邻效应，展示高阶拓扑超导性及可控马约拉纳融合与编织。
2026-02-05 cond-mat.supr-con
Superconductivity near the saddle point in the two-dimensional Rashba system Si(111)-$\sqrt{3}\times\sqrt{3}$-(Tl,Pb)
二维Rashba超导体Si（111）- $\sqrt{3}\times\sqrt{3}$ -（Tl，Pb）是一种自旋单重态和自旋三重态混合超导的候选平台。最近的扫描隧道显微镜（STM）实验揭示了在涡核处的赝能隙，这表明了有限的三重态分量[T。Nakamura $\textit{et al.}$，Phys. Rev. B $\bf{ 98}$，134505（2018）]。超导能隙和低能能带结构的详细光谱信息对于建立假定的三重态超导性是必要的。在此，我们使用超低温STM对Si（111）- $\sqrt{3}\times\sqrt{3}$ -（Tl，Pb）进行了高能量分辨率光谱成像实验。我们发现，各种光谱特征，包括涡旋芯光谱，是一致的自旋单线态$s$波超导，没有迹象的三重态组件。这与先前的STM结果明显矛盾，表明在同一系统中超导性的性质发生了变化。通过对准粒子干涉图样的分析，我们发现费米能级位于靠近$\overline{\rm{M}}$点的鞍点附近。我们推测，超导性的性质取决于鞍点能量相对于费米能量，这是样品依赖于由于不同的带填充。
2022-01-30 cond-mat.supr-con
Weyl superconductivity and quasiperiodic Majorana arcs in quasicrystals
本文将外尔超导性推广到周期性堆叠的二维超导准晶体，通过Bott指数拓扑不变量识别准晶外尔节点，并发现受保护的马约拉纳零能模式在动量空间中形成由白银或黄金比例支配的准周期弧。
2024-09-05 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
Detecting and Distinguishing Majorana Zero Modes with the Scanning Tunneling Microscope
本文综述了扫描隧道显微镜在探测和区分马约拉纳零能模中的关键作用，涵盖磁性原子链、二维材料及拓扑态等平台，并展望了验证非阿贝尔统计以构建拓扑量子比特的未来方向。
2021-03-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con quant-ph
Spectroscopic scanning tunneling microscopy insights into Fe-based superconductors
在铁基高温超导体发现后的头三年里，扫描隧道显微镜（STM）和光谱学揭示了三个重要问题。首先，STM已经证明了铁基材料中配对对称性的复杂性。相敏准粒子干涉（QPI）成像和低温光谱表明，配对序参量变化从节点到无节点的s \pm在一个单一的家庭，FeTe 1-xSex。其次，STM已经在母体和超导材料的电子态中成像了C4 -> C2对称性破缺。STM作为一种局域探针，在理解这些对称性破缺态与超导电性之间的相互作用方面处于有利地位。最后，STM已被用于图像的涡旋状态，给洞察到的技术问题的涡旋钉扎，和竞争状态时引入的基本问题，超导性是局部淬火的磁场。在这里，我们给出了教学介绍STM和QPI成像，讨论了与从表面的研究中提取体属性相关的具体挑战，并报告了使用STM技术在理解铁基超导体方面取得的进展。
2012-01-06 cond-mat.supr-con
Helical Majorana fermions in d_{x^2-y^2} + i d_{xy}-wave topological superconductivity of doped correlated quantum spin Hall insulators
利用重整化平均场论研究了锯齿形带状蜂窝晶格Kane-Mele模型的大Hubbard U极限。基态表现出时间反演对称性（TRS）破缺d + i d '波超导电性。在大自旋轨道耦合下，纯Kane-Mele模型中具有非平凡自旋Chern数的Z2相在TRS破缺态（称为自旋Chern相）中持续存在，并且在边缘处具有两对反向传播的螺旋Majorana模.随着自旋-轨道耦合的降低，系统经历了从自旋-陈到手征超导态的拓扑量子相变。我们的研究结果可能的相关性adatom掺杂的石墨烯和irridate化合物进行了讨论。
2015-06-08 cond-mat.supr-con
Does the existence of Majorana zero mode in superconducting vortices imply the superconductivity is topologically non-trivial?
我们表明，存在的马约拉纳零模式（2D），和手征色散马约拉纳模式（3D），在超导体的涡核是既不充分也不必要的条件下，得出结论的超导性是拓扑非平凡的。我们讨论了这一结果的相关性邻近诱导超导，在磁场的存在下，在拓扑绝缘体的表面。
2018-12-30 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Theory for Spin Selective Andreev Reflection in Vortex Core of Topological Superconductor: Majorana Zero Modes on Spherical Surface and Application to Spin Polarized Scanning Tunneling Microscope Probe
在拓扑绝缘体/超导体异质结中存在马约拉纳零模。最新的自旋极化扫描隧道显微镜（STM）实验$^{1}$观察到涡旋中心零偏压微分隧穿电导的自旋极化依赖性，这可能归因于自旋选择性Andreev反射，这是理论上预测的一维纳米线$^{2}$中MZM的一种新性质.本文考虑一个由Rashba自旋轨道耦合哈密顿量描述的螺旋电子系统，由于邻近效应，该系统具有s波超导配对。我们研究了一对涡旋的间隙激励，其中一个涡旋在北极，另一个涡旋在南极。虽然MZM不是自旋本征态，但MZM在涡核中心的自旋波函数r = 0平行于磁场，并且MZM的局部Andreev反射是自旋选择性的，即仅当STM尖端具有平行于磁场的自旋极化时才发生，类似于一维磁共振的情况2。总的局域微分隧穿电导由与局域态密度成正比的正常项和由Andreev反射引起的附加项组成。我们还讨论了有限尺寸效应，在北极的MZM在南极的MZM杂化。我们应用我们的理论来检查最近报道的自旋极化STM实验，并显示出良好的协议与实验。
2016-07-12 cond-mat.supr-con
Preparation and STM study of clean Nb(111) surfaces
铌在所有元素超导体中具有最高的转变温度，已成为实现良好定义的低维磁体-超导体混合系统的有利衬底，该混合系统表现出新颖类型的奇异电子态，如Majorana零能模式。虽然先前已经报道了用于获得原子级清洁的Nb（110）衬底的制备过程，但是仍然缺乏用于清洁的Nb（111）表面的合适的制备方法。在这里，我们报告了一种基于原子氢处理的Nb（111）表面清洁配方，然后进行短暂的高温闪光。通过高分辨率扫描隧道显微镜（STM）研究了清洁的非重构Nb（111）的原子表面结构，以及与由在高退火温度下的表面预熔化产生的bcc晶体的（111）平面相比具有降低的原子密度的表面重构。
2023-02-09 cond-mat.supr-con
Accessing topological superconductivity via a combined STM and renormalization group analysis
拓扑超导体的研究最近已经成为凝聚态物理学中的一个关键问题，因为它们可能为马约拉纳束缚态、非阿贝尔统计和容错量子计算提供一个平台。我们提出了一个新的方案，尽可能直接的实验研究，以材料为基础的微观理论拓扑超导性。为此，扫描隧道显微镜的分析，通常使用的超导体间隙功能的现象学的分析，被提升到一个理论，其中多轨道功能重整化群分析允许无偏微观确定的材料依赖的配对电位。结合的方法突出了典型的六方晶系系统，如掺杂的石墨烯和水插层钴酸钠，其中晶格对称性和电子相关性产生的手性单线态拓扑超导体状态的倾向。我们证明，我们的微观材料为导向的程序是必要的唯一解决拓扑超导体状态。
2015-02-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Ising Superconductivity and Majorana Fermions in Transition Metal Dichalcogenides
在单层过渡金属二硫属化物（TMD）中，相对的$K$谷中的电子经受相对的有效塞曼场，其被称为伊辛自旋轨道耦合（SOC）场。Ising超导态起源于面内镜像对称破缺钉扎电子在离面方向上的自旋，并导致新发现的具有强增强上临界场的Ising超导态。在这项工作中，我们表明，伊辛SOC产生等自旋三重态库珀对的自旋极化在面内方向。重要的是，自旋三重态库珀对可以在置于TMD顶部的半金属线中诱导超导配对，并导致具有马约拉纳端态的拓扑超导体。讨论了等自旋三重态库珀对的直接探测方法以及伊辛超导体与拉什巴超导体的区别。
2016-04-12 cond-mat.supr-con
Topological Superconductivity from Unconventional Band Degeneracy with Conventional Pairing
本研究提出利用非简单对称保护的非常规能带简并结合常规超导与磁性实现拓扑超导和Majorana模的新方案，在两种空间群系统中验证了不同磁序对应不同拓扑超导及Majorana模的存在，为拓扑超导体构建和Majorana模实现提供新途径。
2024-10-08 cond-mat.supr-con
Topological superconductivity and Majorana bound states at the LaAlO$_3$/SrTiO$_3$ interface
两个带绝缘体LaAlO $_3$和SrTiO $_3$之间的界面表现出低温超导性与面内铁磁有序共存。我们表明，拓扑超导托管马约拉纳束缚态可以通过施加一个磁场垂直于界面处诱导的界面。我们发现面内磁化强度对拓扑超导态的退相效应可以通过调节栅压来克服。我们分析了零能Majorana束缚态的涡核激发以及非磁无序对它们的影响。最后，我们提出了一个实验几何，这样的拓扑激发可以实现。
2014-12-31 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Chiral Majorana Fermions in two dimensional square lattice antiferromagnet with proximity-induced superconductivity
在具有自旋轨道耦合和非对称对称性的二维正方晶格反铁磁体中，邻近诱导超导和铁磁交换场的结合可以诱导出具有手征Majorana边态的拓扑超导相.采用Bogoliubov-de Gennes（BdG）哈密顿量的晶格模型研究了纳米带中块态和手征Majorana边缘态的相图。通过对相图的数值研究，我们发现两个子晶格上超导配对参数或交换场的非均匀性是诱导具有手征Majorana边态的拓扑超导相的必要条件。某些拓扑超导体相的BdG Chern数是$\pm1$或$\pm3$，使得相应的纳米带分别具有一对或三对手性Majorana边缘状态。
2022-09-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Phase diagram of superconductivity in the integer quantum Hall regime
配对和拓扑序之间的相互作用已经被预测会产生超导态，支持奇异的涌现粒子，例如服从非阿贝尔辫子统计的马约拉纳粒子。我们考虑了一个具有近邻吸引相互作用的Hofstadter晶格上的无自旋电子系统，并以自洽的方式求解了平均场Bogoliubov-de Gennes方程，得到了规范不变的解，该解显示了丰富的相图作为化学势、磁场和相互作用的函数。随着吸引力相互作用的强度增加，系统首先从量子霍尔相过渡到skyrmion晶格相，该相在体中完全有隙，但具有拓扑手性边缘电流，表征拓扑非平凡状态。其次是一个漩涡阶段，其中携带马约拉纳模式的漩涡形成一个晶格;频谱包含一个低能量的马约拉纳带所产生的相邻的涡核马约拉纳模式之间的耦合，但没有手性边缘电流。对于某些参数，二聚体涡旋晶格发生没有低能量马约拉纳带。实验的可行性和可观察到的后果Skyrmions以及马约拉纳费米子表示。
2022-04-25 cond-mat.supr-con
Topological superconductors: a review
本文从教学角度阐述了拓扑超导体的基本概念、基本理论、预期性质和材料实现。解释了拓扑超导电性与马约拉纳费米子的关系，强调了色散马约拉纳费米子与定域马约拉纳零模的区别。拓扑超导性的各种路线的解释，强调自旋轨道耦合的作用。综述了拓扑超导的实验现状和可能的特征，重点介绍了内禀拓扑超导。
2017-04-04 cond-mat.supr-con
Strain induced spin vortex and Majorana Kramer's pairs in doped topological insulators with nematic superconductivity
利用Ginzburg-Landau方法，我们证明了超导体的应变可以产生一个特定的涡旋。在掺杂的拓扑绝缘体的情况下，涡旋形成自旋涡旋。我们发现两种类型的拓扑结构不同的自旋涡旋，要么增强（I型）或抑制（II型）超导远离涡核。本文应用Bogoliubov-de Geunnes方程研究了具有自旋涡旋的超导体中的电子态。我们发现，在第一类涡旋的情况下，零能态是本地化的涡核附近。这些状态可以被识别为Majorana Kramer对。在第二类涡旋的情况下，零能态形成马约拉纳平坦带。因此，我们建立了一个非平凡的应变和马约拉纳费米子在掺杂拓扑绝缘体的超导性。
2022-04-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Exploring Topological Superconductivity in Topological Materials
拓扑超导电性和Majorana零模的探索已成为一个迅速发展的领域。人们提出了多种实现拓扑超导体的方案，并在最近取得了重大进展。本文综述了可能的拓扑超导体以及拓扑绝缘体、半金属和人工结构中的感生超导性的实验研究进展。在拓扑材料中诱导超导性的方法主要包括高压、硬尖点接触法、化学掺杂或插层、人工拓扑超导体的使用以及电场门控。对拓扑超导电性的证据和Majorana零模的特征也进行了讨论和总结。
2019-07-10 cond-mat.supr-con
Topological superconductivity from first-principles II: Effects from manipulation of spin spirals $-$ Topological fragmentation, braiding, and Quasi-Majorana Bound States
该研究针对超导衬底磁性原子链这一拓扑超导候选平台，基于第一性原理方法计算Au/Nb异质结上铁自旋螺旋链的自旋操控效应，揭示拓扑零能态特性与移动规律，为拓扑编织操作实现提供支撑。
2023-08-26 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
Origin of Topological Surface Superconductivity in FeSe$_{0.45}$Te$_{0.55}$
拓扑超导体中Majorana零模的工程化是实现拓扑量子计算和基于拓扑的器件的新范例，但由于缺乏具有足够大超导能隙的材料而受到阻碍。然而，最近的实验提供了令人着迷的证据，证明铁基超导体FeSe $_{0.45}$ Te $_{0.55}$中存在拓扑表面超导性，该超导体具有几meV的完整$s_\pm$波隙。在这里，我们提出了一个机制的出现在FeSe $_{0.45}$ Te $_{0.55}$的表面上的拓扑超导性，通过证明之间的相互作用的$s_\pm$波对称性的超导能隙，最近观察到的表面磁性，和Rashba自旋轨道相互作用产生几个拓扑超导相。此外，提出的机制解释了一系列实验观察到的拓扑超导性的标志，如出现的Majorana零模式的涡核中心和线缺陷的末端，以及手性Majorana边缘模式沿某些类型的域壁。我们还提出，超电流的空间分布附近的域壁是一个特征签名可测量通过扫描超导量子干涉装置，可以区分手性马约拉纳边缘模式和平凡的间隙状态。
2021-02-09 cond-mat.supr-con
Possible manifestation of topological superconductivity and Majorana bound states in the microwave response of thin FeSe1-xTex film
通过测量FeSe1-xTex薄膜在X波段两种磁场取向下的微波阻抗，分析其温度依赖，提出垂直取向中磁涡旋耗散与零能Majorana束缚态抑制耗散两种竞争机制。
2023-12-18 cond-mat.supr-con
Evolution of density of states and spin-resolved "checkerboard" pattern associated with Majorana bound state
利用Bogoliubov-de Gennes方法研究了拓扑绝缘体表面邻近诱导超导涡旋中的Majorana束缚态。绘制准粒子激发的局域态密度（LDOS）作为能量和距涡旋中心的距离的函数，发现光谱分布随着化学势的变化而从“V”形演变为“Y”形，与最近实验中的STM/STS测量一致[Xu et al.，物理修订信函114，017001（2015）]在NbSe 2顶部的Bi 2 Te 3薄层上。此外，我们还证明了自旋上、下通道间的相对LDOS存在一个“棋盘”图案，它直接映射出MBS的量子机械波函数。因此，自旋分辨STM/STS技术有望为拓扑超导体涡旋核中的MBS提供相敏证据。
2015-06-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Topological superconductivity and Majorana fermions in hybrid structures involving cuprate high-T_c superconductors
研究了铜氧化物高温超导体在不同异质结构下诱导拓扑超导性的可能性。首先考虑高温超导体和金属铁磁体之间的弹道平面结。我们假设在隧道势垒处的反转对称性破缺引起势垒中的Rashba自旋-轨道耦合，并允许等自旋三重态超导性存在于铁磁体中。Bogoliubov-de Gennes方程是通过显式建模的障碍，并考虑到在HTSC的输运各向异性。利用自洽边界条件和解决方案的障碍和HTSC区域，一个有效的运动方程的铁磁体获得的Andreev散射在障碍作为边界条件的铁磁区。对于沉积在HTSC（100）面上的铁磁体层，诱导了三重态p波超导。对于沉积在（110）面上的薄膜，诱导带隙不具有p波轨道特征，而是具有偶轨道对称性和奇能量依赖性。在（001）面上的层，诱导出奇异的f波超导电性。我们还考虑了沉积在HTSC（001）面上的一维半金属纳米线的诱导三重态能隙。我们发现，对于沿a轴的线轴，一个强大的三重态p波间隙诱导。对于取向为45度远离a轴的线的诱导三重态p波间隙消失。对于适当取向的导线，感应p波间隙应该在半金属导线的末端产生马约拉纳费米子。基于我们的结果，拓扑超导性的半导体纳米线也可能是沿着HTSC的a轴取向的。
2013-01-13 cond-mat.supr-con
McGill University M. Sc. Thesis: Topological Superconductivity without Proximity Effect
马约拉纳费米子的寻找一直是凝聚态研究的热点。这种难以捉摸的粒子，被预测存在于1937年，由于基本和实际的原因，一直在寻找。在基本层面上，迄今为止还没有观察到马约拉纳费米子，同时在实际层面上，如果发现马约拉纳费米子，它将代表非阿贝尔任意子，因此可以用来建造量子计算机。对马约拉纳费米子的研究最近已经转向拓扑超导性。拓扑超导体按其序参量相位的非平凡缠绕来分类，并且由于这个原因，期望在其涡核中支持马约拉纳费米子。由于这一点，近年来拓扑超导体的研究得到了加强。目前对可以表现为拓扑超导体的器件的提议是基于半导体异质结构，其中半导体的自旋轨道耦合带被带隙或塞曼场分裂，并且超导性通过接近常规超导体而引起。在这种设置中，在半导体层中获得拓扑超导性，并且所提出的异质结构通常包括两层或三层不同的材料。在这篇论文中，我们提出了一个简化这些类型的设备，提出了一种方法，其中超导层可以取代。我们的建议的一部分包括这些类型的系统的模型哈密顿量。本文还将发展几种不同的方法来分析该模型在不同参数区域的哈密顿量，最终目的是对其拓扑进行分类。
2013-08-16 cond-mat.supr-con
Annular Majorana mode in a superconducting topological insulator
Beijing Institute of Technology（北京理工大学）；Institute of Theoretical Physics, Chinese Academy of Sciences（中国科学院理论物理研究所）；University of Chinese Academy of Sciences（中国科学院大学）；Center for Correlated Matter and School of Physics, Zhejiang University（浙江大学相关物质研究中心与物理学院）；Beijing National Laboratory for Condensed Matter Physics and Institute of Physics, Chinese Academy of Sciences（中国科学院物理研究所与北京凝聚态物理国家实验室）；Kavli Institute for Theoretical Sciences and CAS Center for Excellence in Topological Quantum Computation, University of Chinese Academy of Sciences（中国科学院大学科维理理论科学研究所与拓扑量子计算卓越创新中心）；New Cornerstone Science Laboratory（新基石科学实验室）
本文预测在具有3重或6重旋转对称性的拓扑绝缘体的超导涡旋中存在稳定的环形马约拉纳模式，其源于特定狄拉克锥上的手性超导性，相关发现为拓扑超导研究提供了新视角。
2026-08-07 cond-mat.supr-con
Tuning Topological Superconductivity in Phase-Controlled Josephson Junctions with Rashba and Dresselhaus Spin-Orbit Coupling
最近，拓扑超导体的基础上约瑟夫森结在二维电子气体与强Rashba自旋轨道耦合已被提出作为有吸引力的替代线为基础的设置。在这里，我们阐明了基于具有[001]生长方向以及Rashba和Dresselhaus自旋轨道耦合任意组合的量子阱的相控约瑟夫森结如何也可以在广泛的参数范围内容纳马约拉纳束缚态，只要磁场取向适当。因此，基于约瑟夫森结的马约拉纳束缚态可以出现在广泛的二维电子气中。我们研究了自旋轨道耦合，塞曼能量和超导相位差的影响，以创建一个完整的拓扑相图，并找到最佳的稳定区域，以观察窄结中的马约拉纳束缚态。令人惊讶的是，对于相等的Rashba和Dresselhaus自旋轨道耦合，以及本地化的马约拉纳束缚态可以出现只有相位差$ϕ\neqπ$的拓扑间隙保护马约拉纳束缚态消失在$ϕ=π$。我们的研究结果表明，Rashba和Dresselhaus自旋-轨道耦合之间的比率或选择的超导相偏置施加沿面内晶轴提供额外的可调旋钮来测试这些系统中的马约拉纳束缚态。最后，我们讨论了签名的马约拉纳束缚态，可以通过实验探测隧道电导测量结的边缘。
2019-06-12 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
Chiral Majorana fermions in graphene from proximity-induced superconductivity
我们提出了一个详细的理论研究的手征拓扑超导相的邻近超导石墨烯系统的基础上的有效模型的启发DFT模拟。将s波超导诱导到量子反常霍尔效应体系中，可以得到手征拓扑超导体。对于平面外的磁化，我们发现拓扑超导相位与偶数手征马约拉纳费米子每边相关的一个非平凡的间隙在散装系统中的$\mathrm{ K}$ -点和它们的连接下的粒子-空穴对称性的开放。我们表明，在一个量子反常霍尔绝缘体与面内磁化和非平凡的间隙开放在$\mathrm{M}$，相应的拓扑超导体可以被调谐到主机只有单一的手征马约拉纳状态在其边缘，这是有希望的建议利用这种状态的编织操作。
2020-09-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Topological Superconductivity and Majorana Fermions in Metallic Surface-States
重金属，如Au，Ag和Pb，通常具有尖锐的表面状态，通过强Rashba自旋轨道耦合分裂。这些表面态的强自旋轨道耦合和二维性质使它们成为实现拓扑超导和马约拉纳费米子的理想平台。在本文中，我们进一步发展了一个建议，以实现马约拉纳费米子在准一维金属线的两端。我们展示了如何通过邻近效应、无序和相互作用的组合在金属表面态上诱导超导性。沿着导线施加磁场可以驱动导线进入具有马约拉纳端态的拓扑非平凡状态。与垂直场的情况不同，在垂直场中，化学势必须在拉什巴带交叉附近进行微调，平行场允许人们实现任意大化学势的马约拉纳。然后，我们表明，尽管存在一个大的载流子密度从散装金属，它仍然是可以有效地控制表面状态的化学势门控。最简单的方案是在传统超导体上淀积一层Au（111）薄膜，应该很容易实现。
2012-01-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Proximity induced superconductivity by Bi in topological $Bi_2Te_2Se$ and $Bi_2Se_3$ films: Evidence for a robust zero energy bound state possibly due to Majorana Fermions
拓扑$Bi_2Te_2Se$和$Bi_2Se_3$薄膜的点接触电导测量揭示了在2-3 K以下的超导性特征。特别是，观察到临界电流骤降和一个强大的零偏置电导峰。后者表明，在非常规拓扑超导体中存在零能量束缚态，可以将其分配给Majorana费米子。我们将这些新的观察归因于少量超导Bi夹杂物或偏析到表面的膜中的邻近诱导局部超导性，并为这些效应提供支持性证据。
2011-12-22 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
STM imaging of symmetry-breaking structural distortion in the Bi-based cuprate superconductors
在解开高温（高Tc）超导理论的一个复杂因素是在态密度中存在“赝隙”，其起源自发现以来一直存在争议[1]。有些人认为赝能隙是一种不同于超导的对称性破缺状态[2-4]，而另一些人则认为它来自于没有对称性破缺的短程关联[5，6]。许多对称性破缺已被成像并与赝能隙态[7，8]相鉴别，但将任何电子对称性破缺从晶体的预先存在的结构对称性中解脱出来仍然至关重要。我们使用扫描隧道显微镜（STM）观察到一个正交结构的畸变横跨铜酸盐超导Bi 2Sr 2Can-1CunO 2n +4+x（BSCCO）的家庭树，打破了二维反演对称的表面BiO层。虽然这种反转对称性破缺结构可能会影响电子测量，但我们从其对温度、磁场和掺杂的不敏感性表明，它不可能是长期寻求的赝能隙态。为了检测这种皮米级的晶格结构的变化，我们已经实现了一种新的算法，这将作为一个强大的工具，在寻找破缺的对称性在铜酸盐的电子状态，以及在其他材料。
2012-05-15 cond-mat.supr-con
From fractional solitons to Majorana fermions in a paradigmatic model of topological superconductivity
马约拉纳束缚态是拓扑量子计算中一个有趣的候选态。因此，低能量模型允许掌握它们的属性在概念上是重要的。在这些模型中，通常的情况是存在两个相关的有间隙的阶段，由一个无间隙的点分开。在其中一个阶段，拓扑边界状态是缺席的，而另一个支持马约拉纳束缚态。我们表明，一个习惯的模型违反了这一范式。不应该主机马约拉纳费米子的阶段支持分数孤子指数本地化只有一端。通过改变模型的参数，我们解析地描述了分数孤子和两个马约拉纳费米子之间的跃迁。此外，我们提供了一个可能的物理实现的模型。我们进一步表征超导配对的对称性，表明奇频分量与马约拉纳波函数的空间分布密切相关。
2020-02-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Topological superconductivity with deformable magnetic skyrmions
磁skyrmions是纳米级的自旋配置，可以有效地创建和操纵。它们为下一代自旋电子学应用带来了巨大的希望。与这些发展并行的是，磁性、超导性和自旋-轨道耦合的相互作用已被证明是工程拓扑超导性的通用平台，预测其可承载非阿贝尔激发，马约拉纳零模式。我们表明，拓扑超导性可以诱导由proximitizing磁skyrmions和传统的超导体，而不需要额外的成分。除了先前报道的马约拉纳零模式的skyrmion的核心，我们发现一个更普遍的手征带的skyrmion的边缘上的马约拉纳模式。我们表明，手征马约拉纳带是有效的平坦的物理相关制度的参数，导致有趣的鲁棒性和缩放特性。特别是，在（近）平带的马约拉纳模式的数量规模与周边长度的变形skyrmion配置，而强大的本地混乱。
2019-10-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Theory of Topological Superconductivity in Doped IV-VI Semiconductors
基于最小有效模型，我们从理论上研究了掺杂AB型IV-VI半导体中潜在的非常规超导电性。根据实验结果，我们着重讨论了自旋三重态通道，并得到了与费米面各向异性和相互作用强度有关的超导相图。相图中出现了丰富的节点态和无节点态，这些态具有不同的对称性破缺，并且都是时间反演不变性和拓扑非平凡的。具体地说，各种节点超导基态，被称为拓扑狄拉克超导体，其特征在于体部的狄拉克节点和表面的马约拉纳弧;在全能隙态中，存在镜像对称保护的有利于螺旋马约拉纳铰链锥的二阶拓扑超导体态，以及支持4个表面马约拉纳锥的不同的一阶拓扑超导体态。文中还讨论了各种超导基态的实验验证。
2022-04-16 cond-mat.supr-con
Topological $d$-wave Superconductivity and Nodal Line-Arc Intersections in Weyl Semimetals
超导外尔半金属提出了一种新的和有前途的系统，以窝藏新形式的非常规拓扑超导性。在具有$d$波超导性的时间反演对称Weyl半金属中，我们证明了Majorana锥的数目等于$d$波节线与费米弧的交点数目.我们说明了节点线弧交点的重要性，通过证明存在局部稳定的表面马约拉纳锥的缠绕数不预测。马约拉纳锥和缠绕数之间的差异需要增加的缠绕数制定占每个路口。此外，我们发现，施加额外的镜像对称性全球保护节点线弧交点和相应的马约拉纳锥。
2019-11-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Spin-polarized Majorana Bound States inside a Vortex Core in Topological Superconductors
通过求解考虑自旋轨道耦合的大质量Dirac Bogoliubov-de Gennes（BdG）方程，揭示了在隙函数中被归类为“赝标量”型的奇宇称拓扑超导体中，涡旋核内的Majorana束缚态具有明显的自旋极化.这一结果对于旋转自由度为总角动量J = S + L的“狄拉克超导”是普遍的，与传统的BdG方程所导致的核束缚态的自旋简并形成了鲜明的对比。自旋极化的涡核可以很容易地通过自旋敏感的探针，如中子散射和其他测量高于第一临界磁场H_{c1}。
2014-04-09 cond-mat.supr-con
Real-space visualization of orbital-selective superconductivity in FeSe
本研究通过扫描隧道显微镜在实空间直接观测到FeSe中两个超导能隙对一维缺陷和局域环境的差异化响应，为轨道选择性超导提供了直接证据。
2025-06-19 cond-mat.supr-con
Identification of topological superconductivity in magnetic impurity systems using bulk spin-polarization
磁杂质的自旋轨道耦合，但在其他常规超导体的表面上提供了一个很有前途的方法来工程拓扑超导体与马约拉纳束缚态的边界模式。在这项工作中，我们表明，自旋极化的内部的一维杂质链和二维岛屿可以用来确定的拓扑相，因为它改变的标志正是在拓扑相变。这提供了一个独立的探头的拓扑相，超越零能量马约拉纳束缚态出现在边界的拓扑区域。
2020-09-11 cond-mat.supr-con
Experimental Observation of Topological Superconductivity and Majorana Zero Modes on beta-Bi2Pd Thin Films
本文报道了用低温扫描隧道显微镜在分子束外延生长的β-Bi_2Pd单材料上观察到的拓扑非平凡超导电性。与无自旋奇宇称配对相关的超导能隙在表面上打开，并且由于表面对势的狄拉克-费米子增强的宇称混合而显得比体材料大得多。马约拉纳零模式（MZMs），支持这样的超导状态，确定在磁涡旋。超导电性和MZM表现出对时间反演不变拓扑超导体的特性的缺陷的抵抗性。我们的研究结果展示了一个简单的平台来生成，操纵和编织量子计算的MZM。
2017-06-19 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Tunable Topological Superconductivity by Fully Compensated Ferrimagnets
提出基于全补偿亚铁磁体的异质结构平台，利用电场和Néel矢量在无外加磁场下实现多维可调谐拓扑超导性及Majorana模式，规避了磁化系统中的超导相干性权衡。
2025-04-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Deciphering alloy composition in superconducting single-layer FeSe1-xSx on SrTiO3(001) substrates by machine learning of STM/S data
扫描隧道显微镜（STM）是一种强大的技术，用于成像原子结构和推断局部元素组成，化学键和电子激发的信息。然而，传统的目视检查方法对于多组分合金的这种测定可能具有挑战性，特别是由于化学无序和电子不均匀性而超过稀释极限。一个可行的解决方案是使用机器学习来分析STM数据，并识别仅通过视觉检查可能无法立即显现的模式和相关性。在这里，我们应用这种方法来确定的Se/S浓度的超导单层FeSe 1-xSx合金外延生长在SrTiO 3（100）衬底上的分子束外延。首先，缺陷相关的dI/dV隧穿谱的K-均值聚类方法，然后通过奇异值分解，以区分那些从S和Se。这种分析提供了一个有效和可靠的本地元素组成的测定，并进一步揭示了纳米级化学不均匀性的相关性，在单层铁硫属化物薄膜的超导性。
2023-02-18 cond-mat.supr-con
Topological Crystalline Superconductivity in Dirac Semimetal Phase of Iron-based Superconductors
在铁基超导体中，$d$ -和$p$ -轨道的能带反转产生狄拉克半金属态。我们从理论上研究了它们在正常相和超导相的拓扑性质，基于紧束缚模型，包括材料的完全对称性。我们证明了与能带结构相关的$d$ -和$p$ -轨道的电子之间的库珀对产生奇宇称超导性。通过求解Bogoliubov-de Gennes方程，我们给出了典型的表面态，并利用晶体对称性定义的拓扑不变量对其进行了表征。结果表明，在实验中出现了表面平带、Majorana四重态和Möbius扭曲表面态等多种形式的Majorana费米子。我们的理论结果表明，铁基超导体是实现丰富的拓扑晶相的有前途的平台。
2019-06-21 cond-mat.supr-con
Engineered platforms for topological superconductivity and Majorana zero modes
在实现量子比特的主要方法中，基于马约拉纳的平台是最近推出的。它试图实现以拓扑保护的方式存储量子信息的量子比特。量子信息通过其在局域化和良好分离的Majorana零模式中的非局域存储来保护，并通过利用它们的非交换量子交换特性来操纵。实现这些拓扑量子比特在实验上具有挑战性，需要超导性，螺旋电子（由自旋轨道耦合产生）和时间反演对称性的破坏，所有这些都在一个不舒服的联盟中合作。在过去的十年中，已经探索了几种用于实现基于马约拉纳的拓扑量子比特的候选材料系统，并且有越来越多的证据表明零模式确实正在实现，尽管仍然存在争议。本文回顾了这些方法所依据的基本物理原理，正在开发的材料系统，以及该领域的现状。我们强调已经取得的进展和仍然需要克服的挑战。
2021-03-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con quant-ph
Unconventional superconductivity on a topological insulator
我们研究了拓扑绝缘体（TI）表面的邻近诱导超导电性，重点是非常规配对。我们发现，激发光谱变得gapless任何自旋三重态配对，这样的subgap束缚态和Andreev反射强烈抑制。对于自旋单重态配对，在$d_{xy}$波情况下的零能表面态变成马约拉纳费米子，与拓扑平凡的高$T_c$铜酸盐中实现的情况相反。我们还研究了塞曼场对表面态的影响。这一领域的幅度和方向示出强烈影响的传输特性，在没有TI的情况下。我们预测的实验签名的马约拉纳国家通过电导光谱。
2010-01-27 cond-mat.supr-con
Topological Superconductivity and Superfluidity
我们构造了二维和三维的时间反演不变拓扑超导体和超流体，它们分别类似于最近发现的量子自旋Hall和三维$Z_2$拓扑绝缘体.这些国家有一个完整的配对在散装，无间隙的反向传播马约拉纳状态的边界，和一对马约拉纳零模式与每个漩涡。我们表明，时间反演对称性自然出现作为一个超对称性，它改变了与每个时间反演不变的涡旋费米子数的奇偶性。在T破缺外场的存在下，这些场之间建立了非定域拓扑关联，这是实验上可观察到的突现超对称性的表现。
2008-03-25 cond-mat.supr-con
Majorana Bound States Induced by Antiferromagnetic Skyrmion Textures
马约拉纳束缚态是一种零能量态，预计将出现在拓扑超导体中，目前仍在努力寻找其观测结果的确切证据。实现它们的一个标准途径涉及到对立的秩序：一个超导体靠近一个铁磁体。在这里，我们表明这个问题可以解决使用反铁磁序，而不是铁磁序。我们建议使用一个链的反铁磁skyrmions，否则共线的反铁磁体，耦合到一个散装的传统超导体作为一个新的平台，能够支持马约拉纳束缚态，是强大的对无序。重要的是，共线反铁磁区既不抑制超导性，也不诱导拓扑超导性，从而允许马约拉纳束缚态位于链的末端。我们的模型引入了一类新的系统，其中拓扑超导性可以通过编辑反铁磁纹理而不是局部调整材料参数来诱导，为Majorana束缚态的结论性观察开辟了途径。
2021-02-05 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
