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
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 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
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
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
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
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
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
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
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
Collective modes in two dimensional topological superconductors
在考虑矢量光场影响的情况下，利用扩展的无规相近似理论研究了二维拓扑超导体中的集体模。在两种情况下，s波超导体没有自旋轨道耦合（SOC），和混合半导体和s波超导层具有强SOC，我们得到的分析结果的纵向模式，发现确实是无隙的。此外，还可以计算有效模体积，并将电场和磁场表示为这些模的产生和湮灭算符。因此，人们可以通过场来研究它们与其他准粒子的相互作用。
2019-05-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Tailoring phase transition from topological superconductor to trivial superconductor induced by magnetic textures of a spin-chain on a $p$-wave superconductor
我们从理论上研究了在不同的磁织构作为一维自旋链杂质（如布洛赫型、面内和面外Néel型自旋链等）驱动下，从非平凡拓扑$p$波超导体通过无带隙相到平凡类$s$波超导相的相变。磁性杂质链被放置在自旋三重态$p$波超导体上，在那里我们数值地以及解析地获得由于自旋旋转而产生的有效的$s$波状配对，导致拓扑超导相中存在的马约拉纳零模的逐渐破坏。特别地，当杂质自旋反铁磁排列时，即螺旋波矢量$G_{s}=π$，系统成为有效的$s$波超导体，在局域态密度中没有Majorana零模。另一方面，由于Yu-Shiba-Rusinov态的重叠而形成的Shiba带在这种拓扑到平凡超导体的相变中起着至关重要的作用，由Shiba带内的minigap的符号变化证实。我们还通过间隙闭合和绕组数分析来表征这种拓扑相变。此外，在超导能隙内表现出振荡行为的Shiba带的干涉，$-Δ_{p}$到$Δ_{p}$，作为$G_{s}$的函数，也反映了形成有效的$s$波配对的重要证据。这种振荡在$p$波域中是不存在的。
2023-03-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Adiabatic cooling of Majorana zero-modes in topological superconductors
我们证明了在一维拓扑超导体中存在的Majorana零模可以通过绝热冷却来检测。这种冷却效应是由于这种模式导致的与基态简并相关的拓扑熵的增加。在这里，我们考虑一个实验上可行的拓扑超导体：一个强自旋轨道耦合的半导体量子线与s波超导体的接口，并受到磁场。现实的实验几何形状的数值模拟表明，马约拉纳零模式，这可以通过调整电子门或外部磁场，在一个可测量的冷却效果，结果的创建。我们还认为，这种冷却效应的结果在零偏置峰值电导的增加。
2014-01-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Scattering theory of topological invariants in nodal superconductors
具有零激发能隙节点的时反不变超导体支持具有拓扑保护的零能边界态。现有的表达式的拓扑不变量给出了一个无限系统的哈密顿量。我们给出了一个替代配方的Andreev反射矩阵的正常金属超导体界面。这允许将拓扑不变量与角度分辨的Andreev电导相关联，当超导体中的边界状态与正常金属中的连续状态合并时也是如此。各种对称类得到，取决于额外的酉对称的反射矩阵。我们推导出条件的量子化的电导在每个对称类和测试这些模型的2D或3D超导体与自旋单重态和自旋三重态配对，混合Rashba自旋轨道相互作用。
2012-08-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Topological Superconducting Phases in a Strained Altermagnet-Superconductor Heterostructure
Department of Applied Physics, Tokyo University of Science（东京理科大学应用物理系）
本文研究二维s波超导体与d波交变磁体异质结构中的拓扑超导相，发现应变引起的晶格畸变可在广泛参数区域实现拓扑超导，为实验实现提供新途径。
2026-09-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Gapless Topological Superconductors - Model Hamiltonian and Realization
体光谱中激发能隙的存在是物质拓扑相最显著的特征之一。在本文中，我们提出了一个家庭的二维哈密顿量，产生一个不寻常的类$D$拓扑超导体的无带隙的体谱，但良好的本地化马约拉纳边缘状态。我们进行了数值分析，这一阶段的代表性模型，并提出了一个具体的物理实现，通过分析强拓扑绝缘体表面上的磁性杂质的影响。
2015-03-16 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
Topological Crystalline Insulators and Topological Superconductors: From Concepts to Materials
本文综述了拓扑绝缘体以外的拓扑材料的最新研究进展，特别是拓扑晶体绝缘体和体相拓扑超导体。阐述了这些新拓扑材料的基本概念、模型哈密顿量和新颖的电子性质。的关键作用的对称性，其拓扑性质的基础上阐明。讨论了它们在材料实现中的关键问题。
2015-01-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
A new superconductor derived from topological insulator heterostructure
拓扑超导体（TSC）是当前的重要兴趣，因为它们为寻找马约拉纳费米子提供了有前途的平台。在这里，我们报告了一种新的超导体的合成插入到自然形成的拓扑绝缘体（TI）的异质结构由非拓扑PbSe单元分离的Bi 2 Se 3 TI单元。在TI基超导体中，这种材料的比热行为首次表明了具有间隙节点的非常规超导性的发生。在强自旋-轨道耦合超导体中，能隙节点的存在会导致自旋分裂的Andreev束缚态，这是拓扑超导性的标志。因此，这种新的超导体成为一个有趣的候选TSC。
2014-04-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Higher-order topological superconductors based on weak topological insulators
高阶拓扑相在边界的边界处具有鲁棒的边界态，这可以从它们的边界拓扑来解释。在这项工作中，考虑到超导体和磁场之间的相互作用，间隙的三维弱拓扑绝缘体的表面状态，我们表明，二阶拓扑超导体（TSC）具有螺旋或手征马约拉纳铰链模式和三阶TSC具有马约拉纳角模式可以实现。值得注意的是，我们模型中的高阶TSC可以归因于它们的某些边界、表面或铰链，它们自然地表现为DIII或D对称类中的一阶TSC。相应地，这些高阶TSC可以通过边界一阶拓扑不变量来表征，例如表面TSC的表面陈数或表面$Z_2$拓扑不变量。我们的模型可以有效地捕捉到铁基超导体的拓扑结构与所需的反向能带结构和超导配对。
2021-03-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Topological Insulators,Weyl Semimetals and Topological Superconductors A Transport View
电子带根据其拓扑结构进行分类。我们计算了电子能带的连接和曲率，并表明物理性质是由拓扑不变量决定的，这相当于零模的存在。我们将这种方法应用于拓扑绝缘体和拓扑超导体。
2016-10-23 cond-mat.mes-hall
Topological classification of intrinsic 3D superconductors using anomalous surface construction
本征拓扑超导体具有受保护的无隙马约拉纳模式，在样品的自然边界处束缚和/或传播，而不需要场、缺陷或异质结构。我们建立了完整的分类/建设的内在拓扑超导体共同保护的点群和时间反演对称性在三维空间。这是通过列举堆叠$n$第阶不可约构建块的不同方式获得的，所述第阶不可约构建块是$n$第阶拓扑超导体的最小异常表面状态。特别是，我们的方法提供了一个统一的描述可能的表面异常远离高对称点/线的同伦群的表面质量场。
2022-09-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Reentrant topological transitions with Majorana end states in 1D superconductors by lattice modulation
近年来，人们积极地讨论了在一维拓扑超导体中观测和操纵马约拉纳费米子的可能性。在置于体超导体附近的具有强自旋-轨道耦合的量子线中，当通过施加磁场分裂能带能量时，期望实现拓扑超导体。当施加周期性晶格调制时，多个拓扑超导相出现在相图中。与没有调制的情况相比，它们中的一些发生在更高的填充因子下。我们研究了相位跳变的影响，并认为即使它们存在，整个系统的拓扑非平凡状态也会被保留。我们还研究了空间调制对跳频参数的影响。
2013-08-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas cond-mat.supr-con
Interaction-induced topological superconductivity in antiferromagnet-superconductor junctions
我们预测，反铁磁绝缘体和超导体之间的结提供了一个强大的平台，以创建一个一维拓扑超导状态。它的出现并不需要存在内在的自旋轨道耦合，也不需要非共线磁性，而仅仅是从界面上的孤立子状态的排斥电子相互作用。我们证明了一个拓扑超导态产生的排斥相互作用在任意小的耦合强度，和拓扑间隙的大小迅速饱和的父平凡超导体之一。我们的研究结果提出了反铁磁绝缘体作为一个新的平台，相互作用驱动的拓扑超导。
2021-02-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Nontrivial surface topological physics from strong and weak topological insulators and superconductors
我们研究了强、弱拓扑绝缘体和超导体表面上的态，这些态都被对称破缺项带隙。众所周知，由磁性材料带隙的强3D拓扑绝缘体的表面具有半量子霍尔效应。此外，已知被电荷密度波带隙的弱3D拓扑绝缘体的表面表现出半量子自旋霍尔效应。为了将这些结果推广到所有的拓扑绝缘体和超导体的Altland-Zirnbauer对称类，我们利用Clifford代数的表示理论重新生成了这10个对称类的分类表，并构造了最小尺寸的Dirac哈密顿量.我们发现，如果表面维数和对称类具有$\mathbb{Z}$或$\mathbb{Z}_2$拓扑不变量，那么所得到的表面态与缺口对称破缺项可能有一个非平凡的拓扑相位。
2014-10-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Particle-Hole Symmetry Protected Zero Modes on Vacancies in the Topological Insulators and Topological Superconductors on the Honeycomb Lattice
本文研究了具有粒子-空穴对称性的蜂窝晶格拓扑带绝缘体和拓扑超导体中晶格空位的量子特性。每个空位有一个零模式的Halfton模型和两个零模式的Kane-Mele模型。此外，在具有粒子-空穴对称性的蜂窝晶格上的热激电流中，我们发现空位周围存在Majorana零模。这些零能量模式受到这些拓扑状态的粒子-空穴对称性的保护。
2012-10-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Bulk-edge correspondence at the spin-to-integer quantum Hall effect crossover in topological superconductors
该研究探讨二维拓扑超导体中，通过增强塞曼磁场实现自旋到整数量子霍尔效应转变时，体边对应及无质量边缘和瞬子激发的行为。
2025-02-28 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Classification of reflection symmetry protected topological semimetals and nodal superconductors
虽然绝缘体、半金属和超导体在非空间对称性方面的拓扑分类是很好理解的，但对晶体对称性（如镜面反射和旋转）保护的拓扑状态知之甚少。在这项工作中，我们系统地分类拓扑半金属和节点超导体的保护，不仅由非空间（即，全球）对称，而且还通过晶体反射对称。我们发现这种分类主要取决于（i）半金属（超导体）的费米面（节点线或节点）的余维，（ii）镜像对称与非空间对称是交换还是反交换，以及（iii）费米面（节点线或节点）在镜像反射和非空间对称下如何变换。该分类是通过检查所有可能的可添加到布洛赫或Bogoliubov-德Gennes哈密顿量在一个给定的对称类，并明确推导出拓扑不变量允许的质量项。我们讨论了反射对称保护的拓扑半金属和节点超导体的几个例子，包括具有镜像$\mathbb{Z}_2$数的拓扑晶体半金属和具有镜像绕组数的拓扑晶体节点超导体。
2014-11-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Majorana Fermions and Disclinations in Topological Crystalline Superconductors
本文证明了四重对称拓扑晶体超导体（TCS）中旋转对称性破缺点缺陷向错上存在零能Majorana束缚态的拓扑判据。我们首先建立了一个完整的拓扑分类的TCS使用陈省身不变量和三个积分旋转不变量。通过对向错的解析和数值研究，我们用代数方法推导出了一个Z_2指数，它可以表征在一个向错处的Majorana零模个数的奇偶性。令人惊讶的是，我们还发现弱保护的马约拉纳费米子绑定在平凡的陈和弱不变量的超导体的角落。
2012-08-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Topological quantum states of matter in iron-based superconductors: From concepts to material realization
本文综述了铁基超导体中物质的拓扑量子态研究的最新进展。特别地，我们着重于铁的3d轨道的能带结构和超导态中存在的非平凡拓扑。本文综述了纳米粒子的基本概念、模型、材料和实验结果。铁基超导体中拓扑结构与高温超导性的自然结合为研究高温下的拓扑超导性和Majorana模提供了很好的机会。
2018-11-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Higher-order topological superconductors from Weyl semimetals
我们建议，掺杂的Weyl半金属与四个Weyl点是自然的候选人，以实现高阶拓扑超导体，表现出完全带隙的体积，而表面主机强大的无带隙手性铰链状态。我们发现，在这样一个掺杂的外尔半金属，一个无特征的有限范围的吸引相互作用有利于$p+ip$配对对称性。通过分析它的拓扑性质，我们确定这样的手征配对状态作为一个高阶拓扑超导体，这取决于一个四重旋转反转对称$\mathsf{R}_{4z}$的存在，要么是内在的（这意味着相应的铰链状态只能通过关闭体隙，而不是修改表面状态）或外在的。我们通过最近开发的高阶拓扑结构，包括Wannier可表示性，Wannier谱和缺陷分类方法的各种方法来实现这种理解。对于$\mathsf{R}_{4z}$对称的情况，我们提供了一个完整的分类的高阶拓扑超导体。我们表明，这样的二阶拓扑超导体表现出手征铰链模式，是强大的相互作用的情况下，但可以消除引入表面拓扑秩序的成本。
2021-03-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Topological phase transition induced by Zeeman field in topological insulator/superconductor heterostructure
研究了磁场中具有Abrikosov涡旋的拓扑绝缘体-超导体异质结。大的塞曼场引起系统的拓扑相变。我们发现，在第一陈数为零的相位中，在涡核处存在马约拉纳费米子，而在第一陈数为非平凡的相位中，不存在马约拉纳费米子。这一结果得到了指数定理的支持。这个系统提供了一个例子，其中一个马约拉纳费米子出现在一个系统的第一陈数为零。
2016-01-29 cond-mat.mes-hall
Majorana Zero Modes Protected by Hopf Invariant in Topologically Trivial Superconductors
马约拉纳零模通常归因于拓扑超导体。我们研究了一类二维拓扑平凡的超导体没有手征边缘模式，但主机强大的马约拉纳零模式的拓扑缺陷。这个最小的单带模型的建设是由霍普夫映射和霍普夫不变量。这项工作将刺激调查的Majorana零模式的超导体在拓扑平凡的制度。
2017-04-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el
Proposal for measuring the parity anomaly in a topological superconductor ring
一个拓扑超导环的唯一特征是，当插入一个超导通量量子时，基态费米子数宇称发生了转换--这是拓扑宇称异常的直接结果。“尽管拓扑超导体有许多其他诱人的特征和应用，但这种基本的定义性质仍有待实验观察。在这里，我们提出了明确的检测费米子宇称开关的充电能量，温度和隧道势垒的依赖性的磁通周期性的两端电导的浮动超导环。我们将Ambegaokar-Eckern-Sch{<$}n形式推广到具有库仑充电能的超导体，建立了这种环的热力学和输运性质与超导体的拓扑不变量之间的新的显式关系。至关重要的是，我们表明，拓扑贡献的电导振荡可以隔离Aharonov-Bohm振荡的非拓扑起源的充电能量或障碍透明度的不同依赖。
2019-03-23 cond-mat.mes-hall
Models for $d$ Wave Topological Superconductors and Quantum Anomalous Hall Effect with Arbitrary Large Chern Numbers
本文建立了二维手征$d_{x^2-y^2}\pm id_{xy}$拓扑超导体和三维$d$波拓扑超导体的理论模型。此外，我们建立模型的任何二维C类和三维CI类拓扑超导体（任何偶拓扑不变量）。我们还构造了可以实现任意大陈数量子反常霍尔效应的具体模型。我们详细研究了我们的二维或三维模型的手征边缘模或无带隙表面态。在所有的情况下，我们发现新的机制，使边界状态的数量总是同意非平凡的散装拓扑结构，正如所要求的散装边界对应。
2016-03-23 cond-mat.mes-hall
Thermal metal-insulator transition in a helical topological superconductor
具有时间反演对称性的二维超导体具有Z_2拓扑不变量，它可以区分有无螺旋Majorana边态的相。我们研究了DIII类网络模型中的拓扑相变，并表明它与螺旋超导体热导的金属-绝缘体转变有关。局域化长度发散的临界指数约为2.0，约两倍的手征超导体中的已知值的过渡。
2012-05-07 cond-mat.mes-hall
Edge optical effect as a probe of chiral topological superconductors
该研究提出利用手性 Bogoliubov 边缘模的能隙内光学共振峰识别 BdG Chern 数，从而区分二维拓扑超导相并探测边缘态。
2024-12-17 cond-mat.mes-hall
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
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
