Flux-periodic oscillations in proximitized core-shell nanowires
本研究探索邻近化核壳纳米线中超导能隙的磁通周期振荡，比较不同截面几何及自旋轨道效应，发现依赖于化学势的h/e与h/2e周期性转变，并阐明其机制。
2023-06-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Proximitized Josephson junctions in highly-doped InAs nanowires robust to optical illumination
研究了不同入射光通量和三种不同波长的光频光对基于高掺杂InAs纳米线的邻近InAs/Al约瑟夫森结的影响。实验获得的IV曲线建模使用分流结模型，该模型考虑到在接触界面处的散射。约瑟夫森结被发现是令人惊讶的鲁棒性，与入射辐射仅通过加热相互作用，而在临界电流以上，我们的设备显示出由光子暴露引起的非热效应。我们的工作为约瑟夫森结与量子光子电路的共集成提供了重要的指导方针，并为基于量子阱的混合光子探测器的未来工作奠定了基础。
2019-09-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Topological superconductivity in full shell proximitized nanowires
我们考虑一个新的模型系统支持马约拉纳零模式的基础上半导体纳米线与一个完整的超导壳。我们证明，在存在的自旋轨道耦合在半导体中诱导的径向电场，绕组的超导序参量导致一个拓扑相支持马约拉纳零模式。拓扑相在大范围的化学势上持续存在，并且可以由穿透圆柱体的可预测的弱磁场引起。该系统可以很容易地实现在一个完整的超导壳覆盖的半导体纳米线，打开了实现拓扑量子计算建议的途径。
2018-09-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Parity lifetime of bound states in a proximitized semiconductor nanowire
准粒子激发可以损害超导器件的性能，导致高频耗散，约瑟夫森量子位的退相干，以及拟议的基于马约拉纳的拓扑量子计算机中的编织错误。准粒子动力学已经在金属超导体中得到了详细的研究，但在超导体-超导体结构中仍然相对未被探索，这是现在在拓扑超导性的背景下被强烈追求的。为此，我们引入了一种新的物理系统，该系统由栅极限制的半导体纳米线和外延生长的超导体层组成，产生了隔离的、邻近的纳米线段。我们通过偏置光谱识别半导体中的Andreev类束缚态，确定准粒子激发的特征温度和磁场，并提取超过10 ms的半导体中束缚态的宇称寿命（中毒时间）。
2015-01-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Nonlocal measurement of quasiparticle charge and energy relaxation in proximitized semiconductor nanowires using quantum dots
超导体的最低能量激发不携带电荷，因为它们的波函数同样是类电子和类空穴的。这种基本性质在依赖于电荷产生可观察信号的电学测量中不容易研究。量子点作为电荷过滤器的能力使我们能够解决这个问题并测量超导-半导体混合纳米线异质结构中的准粒子电荷。我们报告测量的三端电路，其中注入铅激发的混合系统中的非平衡准粒子分布，和电子或空穴成分的准粒子检测使用量子点作为一个可调的电荷和能量过滤器。结果验证了在间隙边缘的准粒子的不带电的性质，并揭示了注入的电荷和能量在一个接近的纳米线的完全放松，解决了以前的三端实验中悬而未决的问题。
2022-08-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Direct microwave measurement of Andreev-bound-state dynamics in a proximitized semiconducting nanowire
现代对介观器件中约瑟夫森效应的理解来自安德烈耶夫束缚态的物理学，费米模式局限于超导弱连接中。最近，利用半导体纳米线构建的约瑟夫森结实现了具有门可调约瑟夫森能量的超导量子比特。我们已经使用了微波电路QED架构来检测Andreev束缚态在这样一个门可调结的基础上的铝proximitized InAs纳米线。我们演示了这些束缚态的相干操纵，并实时跟踪束缚态费米子宇称。由于非平衡准粒子的个别宇称切换事件观察到的特征时间尺度$T_\mathrm{parity} = 160\pm 10~\mathrm{μs}$。拓扑纳米线结的$T_\mathrm{parity}$设定了控制马约拉纳束缚态所需带宽的下限。
2017-11-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con quant-ph
Phase-Controllable Nonlocal Spin Polarization in Proximitized Nanowires
研究了半导体纳米线（NW）与超导导线和铁磁绝缘体（FI）之间的磁性和超导邻近效应。我们表明，一个相当大的平衡自旋极化出现在NW由于超导关联和交换场之间的相互作用在FI。由此产生的磁化具有非局部贡献，其在超导相干长度上在NW中传播，并且与正常状态下由磁邻近效应引起的局部自旋极化的符号相反。对于约瑟夫森结设置，我们表明，非局域磁化可以控制的超导相位偏置跨结。我们的研究结果是相关的实施马约拉纳绑定状态的最先进的混合结构。
2020-05-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Electronic transport in double-nanowire superconducting islands with multiple terminals
我们表征原位生长的平行纳米线桥超导岛。磁场和温度依赖性的库仑阻塞峰测量跨不同对的纳米线端部是一致的子带隙状态扩展的混合平行纳米线岛。作为门可调，可通过多个终端和免费的准粒子中毒，这些纳米线显示承诺的实施几个建议，依赖于并行纳米线平台。
2022-03-17 cond-mat.mes-hall
Spin-resolved nonlocal transport in proximitized Rashba nanowires
本文数值研究邻近效应Rashba纳米线，提出利用自旋极化侧向引线的非局域电导符号探测准粒子自旋密度，并实现拓扑相变识别及CAR/ECT过程切换。
2024-09-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Topological superconductivity at finite temperatures in proximitized magnetic nanowires
通过蒙特卡罗模拟，我们研究了在近似于超导贮库的有限尺寸一维纳米结构中与巡游电子耦合的磁矩随温度变化的自组织行为。在低温下，由巡回电子介导的局域磁矩之间的有效相互作用导致它们的螺旋排序。这种有序反过来又会影响巡游电子，从而导致拓扑上非平凡的超导相，并产生马约拉纳模式。在较宽的系统参数范围内，使基态能量最小的螺旋序的空间周期性促进了拓扑相的产生。我们确定的相关长度，这样的螺旋顺序，并研究它是如何减少热波动。这种减少伴随着拓扑间隙的抑制（将零能量模式与连续介质分开），为马约拉纳准粒子的存在设定了上限（临界）温度。蒙特卡罗模拟不依赖于任何局部化时刻的配置的Anonymous，因此，他们可以执行任意的模型参数，也超出了微扰制度。
2019-02-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Geometry controlled superconducting diode and anomalous Josephson effect triggered by the topological phase transition in curved proximitized nanowires
我们研究了弯曲半导体纳米线中约瑟夫森输运的关键特性。基于Bogoliubov-de Gennes方程的数值模拟和分析估计的框架内，我们发现的基态相位差$φ_0$之间的超导导线调谐的自旋分裂场$h$驱动系统从拓扑平凡的非平凡的超导状态。相位$φ_0$对于相当小的$h$消失，在拓扑转变周围的一定场范围内增长，然后在Kitaev区域中在大的$h$处饱和。亚能隙和连续准粒子能级都是造成上述反常约瑟夫森相行为的原因。结果表明，交叉区的$φ_0(h)$依赖性揭示了自己的超导二极管效应。由此产生的可调谐相位电池可以用作Majorana网络中拓扑跃迁的探针，并且可以成为各种量子计算设备的有用元件。
2021-05-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Single and multi-frequency driving protocols in a Rashba nanowire proximitized to an s-wave superconductor
本研究系统分析邻近s波超导体的Rashba纳米线的单频与多频驱动方案，揭示不同驱动下Majorana模的特性与拓扑性质，为量子计算和Floquet时间晶体研发提供新思路。
2024-10-10 cond-mat.mes-hall
Proximitized Topological Insulator Charge Island Fabricated via In Situ Multi-Angle Stencil Lithography
Forschungszentrum Jülich（于利希研究中心）
通过原位多角度光刻技术制备近接拓扑绝缘体电荷岛，结合选择区域生长和角度控制沉积，实现拓扑绝缘体与超导体的高效结合，展现鲁棒的库仑阻塞和低能导电抑制，为拓扑量子器件研究提供新途径。
2026-10-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Zero-energy Andreev bound states from quantum dots in proximitized Rashba nanowires
我们研究了一个Rashba纳米线的分析模型，该纳米线被薄超导层部分覆盖并耦合到薄超导层，其中纳米线的未覆盖区域形成量子点。我们发现，即使没有拓扑超导相的可能，有一个平凡的Andreev束缚态，成为钉扎指数接近于零能量的函数时，磁场强度的量子点的长度是关于其自旋轨道长度调谐，使得法布里-珀罗型的共振条件得到满足。在这种情况下，我们发现，Andreev束缚态仍然钉扎在接近零的塞曼能量，超过Andreev束缚态能级之间的特征间距，但小于自旋轨道能量的量子点。重要的是，由于Andreev束缚态的钉扎仅取决于量子点的性质，因此我们得出结论，这种行为与拓扑超导性无关。为了支持我们的分析模型，我们还进行了混合系统的数值模拟，同时明确纳入薄超导层，表明我们的分析模型的所有定性特征也存在于数值结果。
2018-12-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Transport in magnetic-topological-insulator nanoribbons containing multiple superconductor-proximitized sectors
Institute for Cross-Disciplinary Physics and Complex Systems IFISC (CSIC-UIB)（交叉物理与复杂系统研究所）；Department of Physics, University of the Balearic Islands（巴利阿里大学物理系）
研究含多个超导体近邻化扇区的磁性拓扑绝缘体纳米带输运，关注单手性马约拉纳费米子，通过控制配对复相位调控其电和热干涉，预测交流马约拉纳效应，还指出特定三终端结可作马约拉纳路由器。
2026-07-14 cond-mat.mes-hall
Quantum-size effect induced Andreev bound states in ultrathin metallic islands proximitized by a superconductor
本文在NbN超导体上的超薄金属岛中直接观测到安德烈夫束缚态，揭示其量子尺寸效应，并通过邻近效应耦合模型阐明耦合强度对束缚态能量的关键作用。
2025-08-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Spectroscopic Visualization of a Robust Electronic Response of Semiconducting Nanowires to Deposition of Superconducting Islands
在半导体纳米线和超导岛混合系统中Majorana端模的可视化和表征方面取得了重大进展之后，人们非常关注半导体和超导体之间掩埋界面处的电子结构的研究。该界面的性质和占据该界面的电子波函数的结构决定了其中感应的超导态的功能和拓扑性质。在这里，我们研究这个掩埋接口进行光谱映射的超导铝岛外延生长在砷化铟纳米线。我们发现意外的鲁棒性的混合系统的铝岛的直接接触不会导致任何变化的化学势的纳米线，也不会引起显着的能带弯曲在其附近。我们把这归因于表面态的存在，绑定到纳米线的小平面。在铝沉积之前也存在于裸纳米线中的这种表面状态钉扎费米能级，从而使纳米线对表面扰动有弹性。铝岛进一步显示库仑阻塞间隙和峰，其表示在InAs-Al界面处形成电阻性隧穿势垒。在低能量下，我们确定了一个潜在的能量势垒，进一步抑制通过界面的透射率。在裸露的半导体中，在表面态和积累层之间存在相应的势垒，以保持电荷中性。我们的观察阐明了InAs-Al界面的电阻性质和接近超导性的能力之间的微妙的相互作用，并调整超导体-超导体混合纳米线的化学势。
2019-11-18 cond-mat.mes-hall
Electron-hole coherence in core-shell nanowires with partial proximity induced superconductivity
通过数值求解BdG哈密顿量，研究部分邻近化核壳纳米线中的电子-空穴相干性，发现径向、角向和纵向邻近化下局域化概率与Andreev反射的对应关系，并计算了感应超导能隙及磁场效应。
2023-06-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Coulomb blockade in open superconducting islands on InAs nanowires
该研究在InAs纳米线的开放铝超导岛中观测到库仑阻塞振荡，发现周期随栅压为2e或1e且磁场可诱导转变，揭示其与电子干涉导致的介观库仑阻塞相似。
2024-10-09 cond-mat.mes-hall
Long-range crossed Andreev reflection in topological insulator nanowires proximitized by a superconductor
本文首次在超导体近邻效应拓扑绝缘体纳米线中观测到交叉安德烈夫反射（CAR），发现其在1.5μm处仍存在信号，且0.9μm器件库珀对分裂效率达0.5，为远程纠缠研究提供新平台。
2024-11-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Reply to the Comment by Tikhonov and Khrapai on "Long-range crossed Andreev reflection in a topological insulator nanowire proximitized by a superconductor"
本文回应相关评论，指出对方未指出科学错误，其论证反而支持原论文关于长程大CAR透射概率、CAR与弹性共隧穿复杂相互作用的两项核心结论，仅补充了非线性效应下“主导CAR”的宽泛含义。
2025-09-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Nanodot to Nanowire: A strain-driven shape transition in self-organized endotaxial CoSi2 on Si (100)
我们报道了在Si（100）衬底上生长纳米尺度自组织内轴CoSi 2岛的应变驱动形状转变现象。已经观察到小至15 \times 15 nm 2的正方形小岛。岛生长在正方形形状以下的Si（100）衬底的四重对称，达到67 \times 67 nm 2的临界尺寸。在此临界尺寸下发生形状转变。较大的岛采用矩形形状，长度不断增加，宽度逐渐减小到约25 nm的渐近值。我们已经观察到纵横比高达~ 20：1的纳米线岛。长纳米线异质结构部分生长在表面以上（~ 3 nm），但大部分生长到Si衬底中（~17 nm）。这些自组织纳米结构表现为纳米级肖特基二极管。它们可能在硅纳米纤维中有用，并在构建纳米器件中找到潜在的应用。
2012-05-04 cond-mat.mes-hall
Conductance Quantization at zero magnetic field in InSb nanowires
弹道电子输运是邻近化InSb纳米线中存在拓扑相变的关键条件。然而，作为弹道输运的直接证据的量子化电导的测量到目前为止由于在一维纳米线中的背散射的增加的机会而被模糊。我们表明，通过改善的锗-金属界面以及介电环境，我们可以始终实现电导量子化在零磁场。此外，研究旋转磁场中的子带演化揭示了对于1 T以上的垂直场，第二和第三子带之间的轨道简并。
2016-03-11 cond-mat.mes-hall
The gate-tunable Josephson diode
超导二极管是最近发现的经典二极管的量子模拟。超导二极管效应依赖于时间反转和反转对称的破缺。因此，超导体的临界电流可以变得依赖于所施加电流的方向。这些成分的结合自然地发生在磁场下的邻近半导体中，预计这也会产生拓扑超导性等奇异物理学。在本工作中，我们使用铝邻近的锑化铟奈米线来研究超导二极管效应。通过阴影墙光刻，我们创建短的约瑟夫森结与栅极控制的半导体弱连接以及接近的引线。当磁场垂直于纳米线轴线施加时，超导二极管效应取决于面外角度。特别是，它是最强的沿特定的角度，我们解释为在proximitized铅的自旋轨道场的方向。此外，静电门可以用来彻底改变这种效果，甚至完全抑制it. Finally，我们还观察到一个显着的栅极可调二极管效应时，施加的磁场平行于纳米线轴。由于通过静电门控的相当程度的控制，超导-超导混合约瑟夫森二极管成为创新的超导电路和计算设备的一个有前途的元件。
2022-11-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Flux-induced Majorana modes in full-shell nanowires
我们展示了一种新的方法，使用磁通量施加到一个完整的超导壳周围的半导体纳米线核心，统一的方法，基于邻近的纳米线和涡旋拓扑超导体的创建马约拉纳零模式。在破坏性的Little-Parks制度中，超导性的再入区域与壳中整数个相绕组相关联。在零磁通附近有一个硬感应隙，对应于零相绕组;在Φ 0 = h/2 e附近有一个带隙区，对应于2π相绕组。库仑峰间距在全壳岛周围的一个应用的通量呈指数下降偏离1 e周期与设备长度，与图片的马约拉纳模式位于线的两端。
2018-09-14 cond-mat.mes-hall
Balanced ternary addition using a gated silicon nanowire
我们证明了使用硅绝缘体上金属单电子晶体管（SET）的三进制加法器的原理证明。单电子晶体管的栅极相关整流行为导致稳健的三值输出，该输出是SET岛电位的函数。将逻辑三进制输入映射到控制SET岛电位的三个门，使我们能够在单个晶体管上执行复杂的固有三进制运算。
2011-08-29 cond-mat.mes-hall
Superconducting bistability in floating Al islands of hybrid Al/InAs nanowires
本文通过实验与数值计算研究全壳 Al/InAs 纳米线浮置 Al 岛的电流驱动超导—正常转变，揭示电压跳变、磁抑制滞后及低能非平衡修正导致的双稳性，并证明双温模型失效。
2025-09-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Conductance spectroscopy on Majorana wires and the inverse proximity effect
最近的实验搜索的签名马约拉纳样激发在接近半导体纳米线涉及电导光谱，其中寻求的证据是一个强大的零偏置峰（在较长的电线）和其特征场依赖分裂（在较短的电线）。虽然实验结果部分证实了理论预测，但通常观察到的差异仍然包括：（i）零偏置峰值明显低于$2e^2/h$的预测值;（ii）在较高磁场下，最低能量模式不存在预期的“马约拉纳振荡”。在这里，我们调查如何不可避免地存在一个正常的漏极引线连接到混合线可以影响混合线的电导谱。我们目前的数值结果使用一个带模型的近似纳米线，超导体被认为是在扩散制度，半经典格林函数描述。我们展示了正常排水的存在如何（至少部分地）解释所观察到的差异，我们用分析结果补充了这一点，从而为基础物理学提供了更多的见解。
2017-06-12 cond-mat.mes-hall
Fate of the superconducting state in floating islands of hybrid nanowire devices
本文研究了全壳Al-InAs纳米线浮岛中输运电流对超导序参量的影响，揭示了超导抑制的三种不同机制，并指出有限偏压输运谱学的潜在缺陷。
2024-03-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Renormalization of the Majorana bound state decay length in a perpendicular magnetic field
在Majorana束缚态空间范围的背景下，研究了邻近半导体纳米线中磁场的轨道效应。我们开发的分析模型，解释的顺磁耦合的纳米线带通过动能运营商和自旋轨道相互作用的Majorana模式的并发效应的影响。我们发现，垂直场，迄今被认为是有害的马约拉纳费米子的形成，实际上是有助于建立拓扑零能量模在有限系统中，由于显着减少马约拉纳衰变长度。
2018-01-12 cond-mat.mes-hall
Superconducting islands with semiconductor-nanowire-based topological Josephson junctions
我们从理论上研究了基于超导体-纳米线约瑟夫森结的超导岛，并考虑了在结的光谱中存在亚能隙准粒子激发。我们的方法扩展了超导电荷量子比特的标准模型哈密顿量，并用纳米线结的Bogoliubov-de Gennes哈密顿量代替Josephson势，投影到相关的低能子能隙子空间上。这使得充分纳入子间隙水平的连贯动力学在交界处。形成结的纳米线中的自旋-轨道耦合和塞曼能量的组合效应触发拓扑转变，其中子带隙能级从有限能量Andreev束缚态演变成近零能量Majorana束缚态。控制纳米线结的微观能量尺度（约瑟夫森能量、马约拉纳耦合和马约拉纳能量分裂）与超导岛的充电能量之间的相互作用产生了各种各样的物理机制。基于这种不同的能量尺度的相互作用，我们充分表征的微波响应的交界处，从库珀对盒的transmon制度，并显示如何存在的Majoranas可以通过不同的光谱特征检测。在分裂结的几何形状，等离子体模式耦合到相位分散subgap水平导致从马约拉纳杂交通过Jaynes-Cummings类相互作用。作为这种相互作用的结果，在结中的高阶等离子体激发继承马约拉纳属性，包括$4π$效应。
2020-10-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Dimerization-induced topological superconductivity in a Rashba nanowire
我们分析了二聚化对邻近超导衬底的Rashba纳米线的拓扑相的影响。我们发现跳跃积分和自旋-轨道耦合的周期性交替可以导致能带反转，诱导过渡到拓扑非平凡的超导相，主机的马约拉纳零能模式。这种“二聚诱导拓扑超导性”完全排斥均匀纳米线的拓扑相，无论它们何时发生重叠。我们提供了一个分析的理由，这种令人费解的行为的对称性/宇称的考虑的基础上，并讨论可行的光谱方法，其经验观察。我们还测试了拓扑超导相对静电无序的稳定性。
2020-02-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Superconductivity and parity preservation in as-grown In islands on InAs nanowires
我们报道了在分子束外延生长的InAs纳米线上原位合成结晶铟岛。通过透射电子显微镜的结构分析表明，在晶体生长在两个家庭内的取向相对于纤锌矿InAs的tetraxibody为中心的晶体结构。结晶岛的长度< 500 nm，表面能量低，表明生长主要是由表面能最小化驱动的。通过In/InAs器件的电传输表现出库珀对充电，证明电荷宇称保持和原始的In/InAs界面，诱导的超导能隙约为0.45 meV。库珀对充电持续到温度> 1.2 K和磁场~ 0.7 T，表明In/InAs混合物属于在比最先进的Al基混合物更宽的参数空间上操作的扩展类的半导体/超导体混合物。工程晶体形态，同时使用阴影外延隔离单岛提供了一个有趣的替代以前的半导体/超导体混合形态和设备的几何形状。
2021-11-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Fractional Topological Superconductivity and Parafermion Corner States
我们考虑一个系统的弱耦合Rashba纳米线在强自旋轨道相互作用（SOI）制度。纳米线被布置成由顶部和底部超导体邻近的两个隧道耦合层，使得它们之间的超导相位差为$π$。我们发现，在这样的系统中，强的电子-电子相互作用可以稳定的螺旋拓扑超导相托管Kramers合作伙伴的$\mathbb{Z}_{2m}$ parafermion边缘模式，其中$m$是一个奇数由化学势的位置确定。此外，在打开弱的面内磁场时，系统被驱动到二阶拓扑超导相，该相承载零能量$\mathbb{Z}_{2m}$ parafermion束缚态，该束缚态位于矩形样品的两个对角处。作为一个特殊的情况下，零能量马约拉纳角状态出现在非相互作用的限制$m=1$，其中的化学势被调谐到SOI能量的单纳米线。
2019-11-14 cond-mat.mes-hall
Dispersive sensing in hybrid InAs/Al nanowires
分散电荷传感实现在混合超导体超导体纳米线在栅极定义的单和双岛器件的几何形状。在频域和时域中测量信噪比（SNR）。频域测量作为频率和功率的函数进行，并且对于11 MHz测量带宽产生$1 \times 10^{-3} e/\sqrt{\rm Hz}$的电荷灵敏度。对于20 $μ$ s积分时间，时域测量产生SNR > 1。在零磁场下，双岛结构中的光子辅助隧穿被分散地检测到，表明两个超导岛的相干杂化。在轴向磁场为0.6 T，subgap状态检测分散，证明了适用性的方法，用于感测的拓扑制度。
2019-06-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Transcendental momentum quantization in semiconducting Rashba nanowires and zero energy states in their normal and superconducting phase
University of Regensburg（雷根斯堡大学）；Université de Strasbourg（斯特拉斯堡大学）；Donostia International Physics Center (DIPC)（多诺斯蒂亚国际物理中心）；Wrocław University of Science and Technology（弗罗茨瓦夫科技大学）；Freie Universität Berlin（柏林自由大学）
研究半导体纳米线中自旋轨道耦合对动量量子化的影响，揭示零能量态在正常和超导相中的存在条件及传输机制。
2026-02-23 cond-mat.mes-hall
Transport through a Majorana island: strong tunneling regime
在存在Rashba自旋轨道耦合的情况下，磁场可以驱动邻近纳米线进入拓扑超导相。我们研究了这种纳米线在库仑阻塞机制下的输运性质。与拓扑超导性相关的Majorana模式显着修改传输，并导致通过纳米线的单电子相干传输-拓扑超导性的非局部签名。在这项工作中，我们专注于强杂交的马约拉纳模式与正常的铅的情况下。在两个正常引线接触的纳米线中，由杂化引起的Majorana零能态的加宽与充电能量竞争，导致库仑阻塞的相当大的修改。计算了纳米线两端电导随栅电压、结传输系数、几何电容和诱导超导能隙的变化关系。
2017-01-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Zeeman and spin-orbit effects in the Andreev spectra of nanowire junctions
研究了半导体纳米线制成的短约瑟夫森结中Andreev束缚态的能谱和电磁响应。我们着重讨论了塞曼效应和自旋轨道耦合对Andreev能级谱的联合作用。我们的模型结合了磁场在邻近线的渗透，这大大修改了光谱。我们特别注意费米子奇偶开关的发生在增加的字段值和磁场依赖的微波诱导跃迁的吸收强度。我们的计算可用于从微波和隧道光谱实验中提取定量信息，例如Van Woerkom等人最近报道的测量，arXiv：1609.00333。
2017-08-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Enhanced current noise correlations in a Coulomb-Majorana device
嵌套在拓扑纳米线中的马约拉纳束缚态（MBSs）被预测在MBSs之间存在有限能量分裂的情况下表现出非局域关联。然而，在实验中尚未检测到非局部相关的信号。一个可能的原因是，能量分裂太弱，严重影响许多系统参数。在这里，我们研究的充电能量引起的非局域关联的混合装置的MBS和量子点。假设纳米线的主机的MBSs接近一个介观超导岛具有有限的充电能量。纳米线的每一端通过具有谐振能级的量子点耦合到一个引线。由于超导磁悬浮岛的非定域性和动态库仑阻塞效应的相互作用，器件表现出负微分电导和巨大的超泊松散粒噪声.当岛与大块超导体强耦合时，通过调整点能级，在小铅化学势下的电流互相关为负。相反，在非马约拉纳设置中，互相关总是正的。该差异可以提供MBS存在的签名。
2016-06-23 cond-mat.mes-hall
Time scales for Majorana manipulation using Coulomb blockade in gate-controlled superconducting nanowires
我们数值计算的低能谱的门控超导拓扑纳米线分割成两个岛，每个约瑟夫森耦合到一个大块超导体。该装置可以容纳两对Majorana束缚态，为Majorana融合规则的检验提供了一个平台。我们分析之间的交叉（i）一个电荷占主导地位的制度，可用于初始化和读出的马约拉纳束缚态，（ii）一个单岛制度占主导地位的岛间马约拉纳耦合，（iii）约瑟夫森等离子体激元制度的大耦合到散装超导体，和（iv）一个制度的四个马约拉纳束缚态允许拓扑保护马约拉纳操纵。从能量谱中，我们得到了最近提出的融合规则测试协议的时间尺度的保守估计[arXiv：1511.05153]。我们还分析了分支纳米线结构的基本马约拉纳编织操作所需的步骤。
2016-06-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Supercurrent parity-meter in a nanowire Cooper-pair transistor
我们研究了一种库珀对晶体管，它是由InSb-Al混合纳米线中的两个约瑟夫森弱连接包围一个超导岛而实现的。当纳米线受到磁场作用时，超导岛中会出现孤立的子带隙能级，并且由于库仑阻塞，通过库珀对的相干共隧穿来介导超电流。我们表明，从这样的共同隧穿事件产生的超电流的展品，为低到中等的磁场，相位偏移，歧视偶数和奇数电荷基态上的超导岛。值得注意的是，这种相位偏移持续当一个subgap状态接近零能量，并根据理论上的考虑，允许宇称测量subgap状态的超导干涉。在一系列新的实验中，这种超导宇称测量可以提供一种替代方法，用于操纵和保护存储在超导岛的隔离子带能级中的量子信息。
2021-07-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con physics.app-ph
Supercurrent transport through 1$e$-periodic full-shell Coulomb islands
本研究实验测量全超导壳半导体纳米线库仑岛的超电流，发现第零瓣为 2$e$ 周期、第一瓣平均为 1$e$ 周期并有奇偶调制，支持零能态承载超电流的理论模型。
2024-01-30 cond-mat.mes-hall
Richardson model with complex level structure and spin-orbit coupling for hybrid superconducting islands: stepwise suppression of pairing and magnetic pinning
本文提出纳入复杂能级结构与 SOC 的混合超导岛量子杂质 Richardson 模型，解释 YSR 态复制、零偏压振荡及强场下激发能均匀钉扎。
2023-09-12 cond-mat.mes-hall
Intrinsic and doped coupled quantum dots created by local modulation of implantation in a silicon nanowire
我们提出了一个系统的研究各种方法（顶栅，局部掺杂，衬底偏置），以制造和调整多点结构的硅纳米线多栅MOSFET（金属氧化物半导体场效应晶体管）。硅纳米线的载流子浓度分布是控制隧道势垒和单电子岛形成的关键参数。它由纳米线的掺杂分布和施加到顶栅和衬底的电压两者确定。局部掺杂是通过实现多达两个砷注入步骤，结合栅极和氮化物间隔物作为掩模来实现的。我们比较名义上相同的设备与不同的approtations和不同的电压施加到基板上，导致实现的本征和掺杂耦合点结构。我们展示了所有的隧道电阻对电极和点之间的设备，可以独立地调整与控制顶栅包裹硅纳米线。
2011-05-02 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
Broadband microwave spectroscopy of semiconductor nanowire-based Cooper-pair transistors
库珀对晶体管（CPT）是一个封闭在两个约瑟夫森弱连接之间的超导小岛，是各种超导量子线路的原子构件。利用栅极可调半导体沟道作为薄弱环节，与约瑟夫森隧穿相关联的能量尺度可以相对于岛的充电能量而改变，从而调整其电荷波动的程度。在这里，我们直接证明了这种控制映射的能级结构的CPT的砷化铟纳米线（NW）与超导铝壳。我们提取的相位偏置纳米线CPT的量子动力学的详尽建模的基础上的设备参数，并直接测量作为设备温度的函数的奇偶校验占用比，相关的超导和未来的拓扑量子比特。
2020-03-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Topological superconductivity in planar Josephson junctions: Narrowing down to the nanowire limit
理论上研究了在面内磁场$B_\parallel$作用下，自旋轨道耦合二维电子气（2DEG）与两个超导体近似形成的拓扑平面约瑟夫森结（JJ）.与以往的研究相比，在这些结的拓扑超导性，在这里我们考虑的情况下，超导引线窄于超导相干长度。在这种限制下，该系统可以被看作是一个邻近的多带线，一个额外的旋钮是超导导线之间的相位差$ϕ$。镜像对称性和时间反演对称性的结合可以将系统放入BDI类。打破这种对称性会将对称类更改为D类。D类相图强烈地依赖于$B_{\parallel}$和化学势，对于具有较窄超导引线的JJ，对$ϕ$的依赖性较弱。相反，BDI相图强烈地依赖于$B_\parallel$和$ϕ$两者。有趣的是，BDI相图具有“扇形”区域，其相边界随着$B_\parallel$线性地远离$ϕ= π$。在风扇中的不同相的数量随着化学势的增加而增加。我们研究了JJ的临界电流对$B_\parallel$的依赖关系，发现临界电流的极小值仅在自旋轨道耦合强度较小时指示结中的一级相变。与具有宽引线的JJ的情况相反，在窄引线的情况下，这些转变不伴随JJ的拓扑指数的变化。我们的结果，使用现实的实验参数计算，提供了指导方针，目前和未来的搜索拓扑超导性的JJ窄引线，特别是有关最近的实验[A。Fornieri等人，Nature（London）569，89（2019）]。
2019-06-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Majorana zero modes in gate-defined germanium hole nanowires
本文理论研究了栅极定义的Ge空穴纳米线作为马约拉纳零模平台，通过模拟计算证明窄通道可进入拓扑超导相，并评估了拓扑间隙及参数依赖，指出超净Ge量子阱有望克服传统平台的无序问题。
2024-02-05 cond-mat.mes-hall
Quantum Criticality in Resonant Andreev Conduction
最近的实验与邻近纳米线的启发，我们研究了介观s波超导体连接通过点接触正常状态的铅。我们证明，在低于充电能量的能量下，系统由双通道近藤模型描述，该模型可以通过改变接触的栅极电势和电导来达到量子临界状态。
2017-12-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Energy spectrum and current-phase relation of a nanowire Josephson junction close to the topological transition
一个半导体纳米线接近的$s$波超导体可以调整到一个拓扑状态，通过施加磁场。这种量子相变的标志是在导线两端出现马约拉纳零模。在两个纳米线之间的结处的Majorana模式的融合导致$4π$ -周期性约瑟夫森效应。我们阐明如何在高度透明的短纳米线结的拓扑相变的$4π$周期性出现。由于高的传输系数，来自不同导线的马约拉纳零模强烈耦合，由邻近诱导的，场无关的配对势设置的能量尺度。同时，超导关联和塞曼分裂之间的竞争所定义的拓扑谱隙在跃迁点附近变窄。由此产生的杂交的融合马约拉纳状态的光谱连续强烈影响电子的状态密度在结和约瑟夫森能量。我们研究了这种杂交的表现形式在约瑟夫森电流的能谱和相位依赖性。我们查明实验观察到的签名的拓扑相变，重点与弱反向散射的交界处。
2019-12-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Signatures of Majorana bound states in scanning gate microscopy of hybrid nanowires
AGH University of Krakow（克拉科夫AGH科技大学）
本研究从理论上分析超导邻近效应半导体纳米线的扫描栅极显微技术，揭示不同针尖势下马约拉纳态的响应特征，可区分马约拉纳束缚态与准马约拉纳态、判别零偏压电导峰的拓扑属性。
2025-11-17 cond-mat.mes-hall
Thermal Stability of Strained Nanowires
随着应变岛尺寸的增大，应变岛会经历形状各向异性的转变，最终演变成纳米线。到目前为止，这种效应已经通过忽略热力学的简单能量模型来解释。我们从理论上研究了应变纳米线在长边热涨落作用下的稳定性。我们发现相变从纳米线回到nanoislands作为温度的增加和纳米结构的高度升高或降低，我们预测相共存的区域。我们的研究结果是一般的，但解释最近的数据上的硅化铒的生长邻硅表面。
2009-04-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech
Observation of 2e-periodic Supercurrents in Nanowire Single-Cooper-Pair Transistors
超导岛托管马约拉纳零模式（MZMs）的奇偶控制需要操作由接近半导体纳米线制成的拓扑量子位。因此，我们研究的奇偶效应在混合InAs-Al单库珀对晶体管（SCPT）作为第一步。特别是，我们调查的栅极电荷的超电流调制和观察一致的2 $e$ -周期性的图案，表明一般缺乏低能量的亚带隙状态在这些纳米线在零磁场。在一个平行的磁场中，一个偶数-奇数图案的发展与栅极电荷间距的振荡场的函数，表明调制模式是敏感的存在下，一个单一的subgap状态。此外，我们还发现，随着子能隙态能量接近于零，SCPT的宇称寿命随磁场呈指数下降。我们的工作突出了有意准粒子陷阱和超导能隙工程在需要岛电荷色散猝灭的拓扑量子比特中的重要作用。
2018-05-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con quant-ph
Dynamical polarization of the fermion parity in a nanowire Josephson junction
本文将InAs纳米线约瑟夫森结嵌入超导LC谐振器，利用微波脉冲实现费米子宇称的动态极化，并据此选择性测量偶、奇宇称扇区的磁通依赖跃迁谱。
2021-12-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con quant-ph
