Revealing universal Majorana fractionalization using differential shot noise and conductance in nonequilibrium states controlled by tunneling phases
对于分离良好的Majorana束缚态，有望出现Majorana量子点器件中量子输运特性的普适分形。我们发现，在低偏置电压$V$的差分散粒噪声$\partial S^>/\partial V$和电导$\partial I/\partial V$的Majorana普适性只出现在理想的设置只有一个Majorana模式纠缠的量子点。在实际器件中，两个马约拉纳模式都与量子点纠缠，$\partial S^>/\partial V$和$\partial I/\partial V$对隧穿相位变得非常敏感，即使对于分离良好的马约拉纳束缚态，也难以观察到它们的普适分数值。相反，如这里所揭示的，比率$(\partial S^>/\partial V)/(\partial I/\partial V)$弱地依赖于隧穿相位，并且当马约拉纳束缚态被很好地分离时是分数，或者当它们显著重叠时是整数。重要的是，对于非常大的$V$，我们证明，这个比例变得完全独立的隧道相位和其通用的分数马约拉纳值可以观察到在国家的最先进的实验。
2022-05-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Scaling of Majorana Zero-Bias Conductance Peaks
我们报告了一个实验研究的缩放的零偏置电导峰兼容作为磁场，隧道耦合，和温度的函数的Majorana零模式的一维结构从外延超导体-超导体异质结构制造。结果是与理论相一致的，包括一个峰值电导，是成比例的隧道耦合，饱和在$2e^2/h$，减少预期与场相关的差距，并崩溃到一个简单的尺度函数的温度和隧道耦合的无量纲比率。
2017-09-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Non-Majorana states yield nearly quantized conductance in superconductor-semiconductor nanowire devices
在InSb纳米线/NbTiN超导体器件中，在零源漏电压偏置下的电导表现出接近于$2e^2/h$的量化值的峰值。近量子化的共振演化的隧道势垒强度，磁场和磁场方向的方式与马约拉纳零模式一致。我们的器件在纳米线的两端具有两个隧道探针，由超导体覆盖的400 nm纳米线段隔开。我们只发现了近量化的零偏置峰定位到一端的纳米线，而电导下降观察到相同的参数上的另一端。这破坏了马约拉纳的解释，因为马约拉纳模式必须成对出现。我们确定状态离域从一端到另一端接近零磁场，并在较高的电子密度，这是不是在基本的马约拉纳制度。我们制定了评估子隙波函数的非局部性的程序，并提供了一个分类的纳米线束缚态的基础上，他们的本地化。
2020-04-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Majorana Conductances in Three-Terminal Transports
本文在三端马约拉纳零模输运装置中构建主方程并结合修正BdG方法，揭示零耦合能极限下隐形传态与交叉Andreev反射通道的非零存在，为局域零偏压峰高度和电导标度行为提供新预测。
2021-08-31 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Conductance interference in a superconducting Coulomb blockaded Majorana ring
通过调节磁通量，一维拓扑超导体的两端与正常金属弱耦合形成环形结，可以产生分裂的马约拉纳零模（MZM）。当这种环形几何结构变成库仑阻塞，两个引线与两个导线端部接触时，电流就像干涉仪一样通过超导体或正常金属。双端干扰电导可以实验测量为栅极电压和通过环的磁通量的函数。然而，电导-相位关系中的$4π$周期性（通常被认为是MZM的标志），既可以出现在拓扑超导体中，也可以出现在普通金属中，不能建立MZM的存在。我们表明，平凡的金属相可以排除有利于拓扑超导体通过研究持久的电导分布模式。特别是，在MZM的存在下，库仑阻塞结的电导峰间距将随着磁通量的变化而表现出线交叉。线交叉点的位置可以区分来自普通金属的线交叉点。
2018-01-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Topologically trivial zero bias conductance peak in semiconductor Majorana wires from boundary effects
我们发现，由于异质结两端的抑制对势和/或过量塞曼场，在超导体-超导体混合纳米线中产生了拓扑平凡的零偏压电导峰（高度为4e^2/h），这两种情况都可以在实验中发生。零偏置峰（ZBP）（a）出现在阈值平行体塞曼场之上，（b）在分裂之前对于体场的范围是稳定的，（c）随着体塞曼场的旋转而消失，以及（d）对弱无序波动是鲁棒的。来自纳米线末端的ZBP也被期望产生与来自马约拉纳费米子的那些类似的外加场的分裂振荡。我们发现，区分这些平凡的ZBP（高度为4e^2/h）和马约拉纳费米子产生的ZBP（高度为2e^2/h）的唯一明确方法是比较（零温度）峰高和/或通过干涉实验。
2013-07-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Tunneling characteristic of a chain of Majorana bound states
我们认为理论上隧道特性的结之间的正常金属和链的耦合马约拉纳束缚态之间的拓扑和非拓扑超导部分的交叉处产生的，作为一个结果，例如，在纳米线的无序。虽然孤立的马约拉纳态支持共振安德烈耶夫过程，产生高度为2e^2/h的零偏微分电导峰，但更多耦合的马约拉纳态的情况明显不同，微分电导中既有零峰，也有2e^2/h峰。我们推导出一个一般的表达式之间的电流正常的金属和网络的耦合马约拉纳束缚态和描述的微分电导谱的一组通用的情况下，包括规则的，无序的，和无限链的束缚态。
2010-09-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Detecting a Majorana-Fermion Zero Mode Using a Quantum Dot
我们提出了一个实验装置，用于检测由无自旋量子点耦合到p波超导纳米线的末端组成的马约拉纳零模。导线末端的马约拉纳束缚态强烈地影响了通过量子点的电导：驱动导线通过拓扑相变会导致电导急剧跳跃1/2。在拓扑阶段，点电导的零温度峰值（即当点处于谐振状态并对称耦合到引线时）为e^2/2 h。相反，如果导线处于平凡相，则电导峰值为e^2/h，或者如果导线末端出现规则的费米子零模，则电导为0。该系统还可以用于将Flensberg的量子位系统[PRL 106，090503（2011）]调谐到所需的简并点。
2011-11-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Identifying Majorana bound states at quantum spin Hall edges using a metallic probe
研究了普通金属探针直接与量子自旋霍尔绝缘体（QSHI）的螺旋边模接触所产生的电导。我们发现，由于形成了一个单一的马约拉纳束缚态（MBS），在QSHI基超导体-铁磁体混合物在零温度下的$2e^2/h$电导峰。在相应的约瑟夫森结托管一对MBS，一个$4e^2/h$电导峰被发现在零温度。电导量化对相关系统参数的变化具有鲁棒性，并且随着探针和MBS之间距离的增加而保持不变。在低温极限下，当探针放置在MBS的定位长度内时，电导峰是稳健的。因此，我们的研究结果可以提供一个有效的方法来检测在QSHI系统中的MBS的存在。
2022-04-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Nonlocal conductance reveals helical superconductors
螺旋超导体形成一个二维的，时间反演不变的拓扑相，其特征在于由Kramers对马约拉纳边缘模式（螺旋马约拉纳模式）。现有的检测方案，以确定这一阶段依赖于自旋输运性质，这是很难测量，或在本地的电荷传输，这只允许部分识别。在这里，我们表明，螺旋马约拉纳模式的存在下，可以明确地揭示通过测量非本地电荷电导。聚焦于超导环，我们提出了两个实验，提供独特的和强大的签名来检测螺旋超导体相位。
2011-02-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Odd-even rule for zero-bias tunneling conductance in coupled Majorana wire arrays
一个半导体纳米线与强Rashba耦合和接近超导主机马约拉纳边缘模式。这种纳米线与线间耦合的阵列给出了一个二维拓扑超导体的近似描述，其中取决于磁场和化学势的强度，可以实现丰富的相图托管平凡和不同类型的非平凡相。在这里，我们从理论上考虑这样一个二维组装的自旋轨道耦合超导纳米线和计算之间的正常电极和导线的拓扑制度的集体隧穿电导。当组装的导线数为$N$时，由于Majorana键合和反键合状态的形成方式，我们发现$N$电导峰关于偏压$V = 0$对称出现，对于偶数$N$。当$N$为奇数时，也会出现ZBCP。这样的组件可以通过标准纳米制造技术来实现，其中通过使用机械开关（或局部顶选通）来使$N$变为偶数或奇数，从而分别切换ZBCP $OFF$或$ON$，可以将各个纳米线变为$ON$或$OFF$。因此，我们的结果可以用来实现和检测拓扑超导性有效，明确和在一个可控的方式。
2021-01-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Quantized and unquantized zero-bias tunneling conductance peaks in Majorana nanowires: Conductance below and above $ 2e^2/h $
马约拉纳零模可以出现在一维拓扑超导体的导线端部，并在正常超导体结的隧穿谱中表现为量子化的零偏压电导峰。然而，在超导体-半导体混合纳米线中，由于拓扑平凡的机制，零偏压电导峰也可能出现，在许多方面模仿Majorana诱导的拓扑峰。本文系统地研究了拓扑Majorana束缚态、平凡准Majorana束缚态、光滑势变引起的低能Andreev束缚态以及无序诱导的亚带隙束缚态的零偏压电导峰特性。我们的重点是电导峰值（即，等于、大于或小于$2e^2/h$），以及相对于调谐参数（例如，磁场和隧穿栅极电压）对于由不同机制引起的零偏置峰值。我们发现，对于Majoranas和准Majoranas，零偏压峰值不超过$2e^2/h$，并且量子化电导平台一般作为参数的函数形成。相比之下，由于低能量Andreev束缚态或无序诱导的束缚态的电导峰，峰值可能超过$2e^2/h$，电导平台很少观察到，除非通过仔细的后选择和微调。我们的研究结果应该阐明的解释实验测量的隧道光谱的混合马约拉纳纳米线的正常超导结。
2021-06-01 cond-mat.mes-hall
Dual Majorana universality in thermally induced nonequilibrium
我们证明，非平衡纳米系统与马约拉纳零模式承认特殊的普遍性，不能被归类为严格的运输或严格的热力学性质。为了揭示这种马约拉纳普适性，我们研究了低能自由度由马约拉纳零模控制的量子点的纯热非平衡态。具体来说，量子点耦合到拓扑超导体，支持马约拉纳零模式，以及两个正常的金属接触具有相同的化学势，但不同的温度。结果表明，在这种设置中的马约拉纳普适性是双重的：它是存储在电流的响应，专门由温度差，和量子点的可压缩性。后者被定义为量子点粒子数相对于化学势的导数，并与在纯热性质的非平衡状态下流动的电流的适当导数形成普适的马约拉纳比。
2020-03-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Zero bias conductance peak in Majorana wires made of semiconductor-superconductor hybrid structures
受最近的实验报告[1]的启发，声称在超导体-超导体混合结构中可能观察到Majorana模式[2，3，4，5]，我们从理论上研究了与拓扑超导相中的零能Majorana模式相关的零偏压电导峰作为温度，隧道势垒，以及对于有限长度的实际导线，从导线方向倾斜的磁场。我们发现，较高的温度和隧道势垒，以及一个大的磁场在横向的导线长度的方向可以非常强烈地抑制零偏置电导峰中观察到的参考。[1]的文件。我们还表明，一个强大的磁场沿导线可能最终导致分裂的零偏置峰成一个双峰的双峰能量分裂振荡的函数增加磁场。我们的结果基于半导体混合结构中的拓扑超导性的标准理论，在存在邻近诱导超导性，自旋轨道耦合，和塞曼分裂表明，尽管实验中存在一些明显的异常，但最近报道的实验数据与现有理论基本一致，从而预测了半导体混合结构中马约拉纳模的存在。第一眼的观察我们还提出了几个具体的新的预测，未来的观测Majorana分裂在实验中使用的有限电线。
2012-11-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Electron Teleportation in Multi-Terminal Majorana Islands: Statistical Transmutation and Fractional Quantum Conductance
我们研究了在库仑阻塞机制下，通过单电子隧穿耦合到多个正常金属引线上的具有空间分离的Majorana模的拓扑超导岛。我们表明，在这样的马约拉纳岛的低温输运进行的紧急电荷- $e$玻色子组成的马约拉纳模式和电子的铅。从费米统计到玻色统计的这种转变具有显著的后果。对于非相互作用的铅，系统流动到一个非费米液体固定点，这是稳定的隧道耦合各向异性或失谐远离电荷简并点。结果表明，该系统在零温度下表现出普遍的电导，这是电导量子的一小部分，低温修正具有普遍的幂律指数。此外，我们考虑马约拉纳岛连接到相互作用的一维导线，并找到不同的稳定不动点附近和远离电荷简并点。
2016-08-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Universal conductance scaling of Andreev reflections using a dissipative probe
马约拉纳搜索陷入了关于非拓扑Andreev束缚态（ABS）的假阳性信号的广泛辩论。我们介绍了一个补救措施，使用耗散探针产生电子玻色子相互作用。我们从理论上表明，相互作用引起的重整化导致显着不同的通用零偏压电导行为，即不同的特征幂律温度，不同类型的Andreev反射，这表明了鲜明的对比，马约拉纳零模式。各种具体的情况下，已被研究，包括的情况下，两个电荷参与的Andreev反射过程保持/失去连贯性，和多个ABS的情况下，或没有一个马约拉纳本。在每种情况下提供一个透明的电导功能列表，以帮助区分实验中观察到的子隙状态，这也促进了马约拉纳零模式的识别。
2021-11-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Signatures of topological ground state degeneracy in Majorana islands
我们考虑一个介观超导岛托管多对马约拉纳零能模式。马约拉纳岛由多个p波导线组成，这些p波导线通过平凡（s波）超导主干连接在一起，其特征在于总充电能量为$E_C$ ;导线通过隧道结耦合到普通金属引线。我们计算了岛上的平均电荷以及作为p波对隙$Δ_P$，充电能量$E_C$和无量纲结电导$g_i$的函数的非局部电导矩阵。我们发现，在岛的拓扑基态简并的存在下，显着地增强了电荷的波动，并导致抑制库仑阻塞效应。与传统的（s-波）介观超导岛相比，我们发现，库仑阻塞振荡的电导抑制马约拉纳岛的比例$E_C/Δ_P$或电导的大小$g_i$。我们还讨论了我们的研究结果与所谓的拓扑近藤效应。
2020-03-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Zero-bias peaks in spin-orbit coupled superconducting wires with and without Majorana end-states
马约拉纳束缚态最简单的实验探测方法之一是零偏压隧穿电导的量子化值（2e^2/h）。当温度略大于马约拉纳峰的固有宽度时，电导不再量子化，但零偏置峰可以保留。这种非量子化的零偏置峰最近已被报道的半导体纳米线与邻近诱导超导。在本文中，我们分析的零偏置峰的存在下的Majorana端态的关系，通过模拟的隧道电导多带线与现实量的障碍。我们表明，该系统一般表现出（非量子化）零偏置峰，即使当导线是拓扑平凡的，不具有马约拉纳端态。我们最近的实验进行比较，并讨论了必要的要求，确认存在的马约拉纳状态。
2012-06-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Quality factor for zero-bias conductance peaks in Majorana nanowire
尽管最近的实验进展，观察大的零偏置电导峰（ZBCP）的签名马约拉纳模式，混乱仍然是关于是否马约拉纳模式已被观察到。这部分是由于微调平凡的理论预测（即，非拓扑）零偏置峰，其由于不受控制的量子点或无序势而发生。虽然拓扑相位的许多方面可以稍微微调，因为拓扑相位空间通常很小，但已知与马约拉纳模式相关联的ZBCP的量化高度在足够低的温度下是鲁棒的，即使隧道势垒被夹断到极小的正常态电导。现有的实验工作的主要缺点是严重缺乏稳定性的推定马约拉纳模式的功能，表明可能没有一个拓扑相，目前的论文提出了具体的实验可行的措施，仔细定量分析测得的ZBCP稳定性。在本文中，我们研究如何反直观的鲁棒性的ZBCP的高度隧道势垒强度可以用来区分马约拉纳模式从非拓扑ZBCP。为此，我们引入了一个无量纲的品质因数$F$来量化的ZBCP高度的鲁棒性的基础上的正常状态（即以上间隙）电导（这取决于关键的隧道势垒高度）的范围内的ZBCP高度保持在一个预先指定的量化范围内。通过计算该品质因数$F$以及各种模型和参数的拓扑特征，我们发现马约拉纳显著更鲁棒（即，具有更高的$F$值）。即使在与实验使用的$20$ mK一样高的温度下，我们发现我们可以设置$F\sim 2.5$的阈值（对于$ε=0.1$），使得与品质因数$F>2.5$相关联的ZBCP可能是拓扑的，并且$F\ll 2.5$是拓扑平凡的。更确切地说，虽然$F$仅使用实验测量的隧…
2022-09-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
A mechanism of $\frac{e^2}{2h}$ conductance plateau without 1D chiral Majorana fermions
我们解决的问题有关的起源$\frac12 \frac{e^2}{h}$电导平台在最近的实验中观察到的整数量子霍尔（IQH）薄膜覆盖的超导（SC）膜。由于1维手征马约拉纳费米子在上述器件的边缘可以产生半量子化平台，这样的平台被认为是手征马约拉纳费米子的确凿证据。然而，在本文中，我们给出了另一种机制的$\frac12 \frac{e^2}{h}$电导平台。我们发现$\frac12 \frac{e^2}{h}$电导平台是IQH膜和SC膜之间良好电接触的一般特征，并且不能区分一维手性Majorana费米子的存在或不存在。我们还发现，在$k_BT \ll eV$极限下，如果SC和IQH块体完全带隙，SC和IQH边缘沟道之间的接触电导具有非欧姆形式$σ_\text{SC-Hall} \propto V^2$。
2017-10-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Interaction of Lamb modes with two-level systems in amorphous nanoscopic membranes
使用一个广义模型之间的相互作用的两个能级系统（TLS）和任意变形的材料，我们计算的相互作用的Lamb模式与TLS在非晶纳米膜。我们比较了不同对称性的兰姆模的平均自由程，并计算了热导率$κ$。在无限宽膜的极限下，导热系数是发散的。然而，膜的有限尺寸对声子频率施加较低的截止，这导致$κ\propto T(a+b\ln T)$的温度依赖性。这种温度依赖性是低温下TLS限制的热导率的标志。
2007-05-14 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall
Conductance and noise signatures of Majorana backscattering
我们提出了一个电导测量来检测手征马约拉纳边缘态的背散射。由于正常过程和Andreev过程对于单个手性Majorana边缘状态的背散射具有相等的概率，因此与手性Dirac边缘状态的背散射存在质的差异，从而引起半整数霍尔电导率和入射和出射模式中的波动解耦。后者可以通过热噪声测量来检测。马约拉纳费米子的这些实验签名在有限温度下是鲁棒的，并且不需要后向散射区域的大小是介观的。
2010-08-11 cond-mat.mes-hall
Quantized Majorana conductance
马约拉纳零模在拓扑量子计算中有很大的应用前景。电输运中的隧穿光谱是识别马约拉纳零模式存在的主要工具，例如差分电导中的零偏置峰（ZBP）。马约拉纳ZBP-高度被预测为量化的通用电导值为2 e2/h在零温度。有趣的是，这种量子化是著名的马约拉纳对称性的直接结果，“粒子等于反粒子”。马约拉纳对称性保护量子化不受无序、相互作用和隧道耦合变化的影响。然而，先前的实验显示ZBP远小于2 e2/h，最近观察到峰值高度接近2 e2/h。在这里，我们报告了一个量子化的电导平台在2 e2/h的零偏压电导测量InSb半导体纳米线覆盖的铝超导壳。我们的ZBP高度保持恒定，尽管改变参数，如磁场和隧道耦合，即量化的电导平台。我们区分这种量化的马约拉纳峰从可能的非马约拉纳起源，通过调查其对电场和磁场的鲁棒性，以及它的温度依赖性。量子化电导平台的观察有力地支持了系统中非阿贝尔马约拉纳零模的存在，从而为未来的编织实验铺平了道路。
2017-10-29 cond-mat.mes-hall
Magneto-conductance of topological junctions based on two-dimensional electron gases reveals Majorana phases
本文计算了在垂直磁场作用下，二维电子气结的线性电导。我们考虑两个重要的条款往往被忽视的文献中，磁轨道和横向Rashba自旋轨道。强轨道效应，由于磁场产生拓扑相变到非平凡的阶段托管马约拉纳模式的混合部分。在交界面处的势垒的存在下，揭示了马约拉纳相的量子化高原的高电导，为低的化学势值。在宽结（或大化学势）中，相变发生在低磁场下，但磁导变得异常，缺乏明显的量化平台。
2019-12-04 cond-mat.mes-hall
Nature of the zero-bias conductance peak associated with Majorana bound states in topological phases of semiconductor-superconductor hybrid structures
Rashba自旋-轨道耦合超导体-超导体混合结构在塞曼分裂的存在下已经成为第一个实验上可实现的拓扑超导体支持零能量马约拉纳束缚态。然而，最近的实验研究表明，这些杂化结构与理论预测并不完全一致，例如，观察到的与Majorana束缚态相关的零偏压电导峰（ZBCP）的高度小于预测的量子化值2e^2/h的10%。我们试图了解最近的实验和早期的理论之间的各种差异的来源，从微观理论和研究在这些系统中的非平衡输运在任意温度和外加偏压。我们的方法涉及量子朗之万方程和非平衡格林函数。在这里，我们能够模拟一维超导体-超导体混合结构与金属引线之间的隧道耦合，研究隧道耦合对ZBCP高度和子带电导的作用，预测随着超过临界场的磁场的增加ZBCP分裂的性质，显示ZBCP随着门控现场电位的增加的行为。研究了拓扑量子相变过程中全微分电导的演化。当外加磁场比Rashba分裂大得多，体能隙大大减小时，我们发现即使在比外加磁场大得多的现场势下也存在ZBCP。即使在零温度下，相应的ZBCP的高度也取决于隧道耦合，并且可以远小于2e^2/h。
2013-03-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Conductance oscillations and speed of chiral Majorana mode in a quantum-anomalous-Hall 2d strip
我们预测电导振荡的量子反常霍尔2d带具有超导区域的长度$L_x$与手征马约拉纳模式。用$L_y$和固定的偏置，或用偏置和固定的$L_x$测量电导周期性，产生手征马约拉纳模式的速度。振荡背后的物理机制是从NSN双结的第二界面到第一界面的后向散射手征模之间的干涉。干涉仪的效果是增强了侧障碍的存在。
2018-09-25 cond-mat.mes-hall
Theoretical proposal to obtain strong Majorana evidence from scanning tunneling spectroscopy of a vortex with a dissipative environment
本文提出在涡旋扫描隧道谱中引入无序诱导耗散，通过抑制CdGM峰、零偏压峰标度行为及抑制非拓扑模式三个特征来识别Majorana零能模，无需依赖$2e^2/h$量子化电导。
2023-07-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Anomalous interference in Aharonov-Bohm rings with two Majorana bound states
研究了有限长拓扑超导体边缘上的一个量子点和两个Majorana束缚态与Aharonov-Bohm（AB）干涉仪耦合的电导。当马约拉纳束缚态和Aharonov-Bohm干涉仪之间的隧道耦合被固定到特定的相位时，只要到相对侧的两个马约拉纳费米子的跳跃是相等的，则微分电导变为零，而与所有参数无关。在所有情况下，零偏置电压下的电导不随穿过环的磁通量而改变。当量子点的能级等于Majorana束缚态的能量时，由于粒子-空穴对称性，AB振荡呈现π周期性。拓扑超导体的时间反演对称性破缺导致了特定相位的AB振荡的2π周期性，而时间反演对称性破缺导致了另一特定相位的量子点中三重态和单重态的混合.
2014-08-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Dynamic Majorana resonances and universal symmetry of nonequilibrium thermoelectric quantum noise
纳米级系统的非平衡状态可以通过向其触点施加偏置电压$V$并在它们的温度中产生差异$ΔT$来实现。然后，总电流由分别由$V$和$ΔT$引起的两个竞争流产生。在这里，我们探讨有限频率的量子噪声的热电流流过一个量子点，其低能量动力学是由马约拉纳自由度。我们表明，在有限的频率$ω$马约拉纳零模式诱导光子发射和吸收光谱之间的完美的普遍对称性，并产生普遍的热电共振在其频率依赖性的非马约拉纳量子噪声，这是不对称的或非普遍的。特别是，在低温下，由马约拉纳零模式引起的差分热电量子噪声显示出共振与非平凡的最大值$\frac{e^3}{h}\log(2^{1/4})$在$ω=\mp\frac{|eV|}{\hbar}$时，$k_\text{B}ΔT\ll|eV|$。我们的研究结果挑战了尖端的实验，使用量子噪声探测器来揭示普适的谱对称性和谐振结构的马约拉纳热电有限频率量子噪声。
2019-12-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Majorana bound states and zero-bias conductance peaks in superconductor/semiconductor nanowire devices
理论研究表明在纳米线的末端出现了马约拉纳束缚态。已经执行了对所述概念的实验验证，例如，在其中超导能隙、自旋轨道耦合和外部磁场之间相互作用允许产生零能量束缚态的超导体/半导体纳米线器件中。最近的实验提出了一个拓扑相图的有效化学势的局部修改。我们讨论了这种可能性，使用半无限S/N结形式的实验系统的模型。我们计算的零偏置微分电导$G$的情况下的均匀系统，以及在存在的栅极电压。研究了系统中电导与有效能隙的关系。我们证明了$G$可以再现磁场-栅压参数空间中的拓扑相图。
2020-04-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Thermopower and the Mott formula for a Majorana edge state
我们研究了导电铅和Majorana边缘态之间的热电效应。在隧穿极限中，我们首先使用Landuaer-Buttiker形式主义推导出Mott公式，该公式将热电势和导电引线与超导体之间的微分电导联系起来。当隧穿发生在导电铅和马约拉纳边缘状态之间时，我们证明了不为零的热电势可以存在。结合差分电导和由导电引线和边缘状态之间的温度差引起的电压差的测量，莫特公式提供了一种独特的方式来推断马约拉纳边缘状态的温度。
2013-08-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Conductance asymmetry in proximitized magnetic topological insulator junctions with Majorana modes
本文研究了磁性拓扑绝缘体-超导体NSN结中通过Majorana态的电子输运，发现拓扑保护的Majorana模式要求接地电导相对于偏压等分点呈现反对称性。
2023-08-01 cond-mat.mes-hall
Conductance of a superconducting Coulomb blockaded Majorana nanowire
在外加磁场的作用下，自旋轨道耦合的超导（SC）近似一维（1D）纳米线可以发生拓扑量子相变，在纳米线的末端产生零能拓扑马约拉纳束缚态（MBSs）.在这种情况下，有前途的实验平台之一是库仑封锁岛，其中通过测量两端电导，原则上可以研究MBS属性。从理论上研究了有限温度下单电子在超导库仑阻塞纳米线中的隧穿输运，得到了一般的电导方程。通过考虑所有可能的情况下，只有MBS存在于纳米线的两端，我们计算的纳米线电导的磁场，温度和栅极电压的函数。在最简单的一维拓扑SC模型中，由两个导线端部的MBS重叠引起的电导峰间距（OCPS）的振荡随着磁场的增加而表现出增加的振荡幅度（与没有库仑阻塞的理论一致，与最近的实验观察不一致）。我们开发了一个广义的有限温度主方程理论，不仅包括在纳米线的多个子带，但也有可能在非拓扑制度的普通Andreev束缚态。包括所有四个影响（温度，多子带，Andreev束缚态，和MBSs）提供了一个完整的图片的隧道传输特性。基于这个完整的理论，我们确实得到OCPS的振幅随磁场的增加而减少，与最近的实验结果定性一致，但这只发生在相当高的温度与多子带占用和Andreev束缚态和MBSs的存在下。
2017-08-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Probing Majorana Physics in Quantum Dot Shot Noise Experiments
我们考虑了一个量子点与一个拓扑超导体和两个正常导线耦合的系统，研究了系统的输运性质。利用Keldysh路径积分方法，在低能有效理论下研究了电流涨落（散粒噪声）。我们认为，通过量子点的隧穿电导和散粒噪声的组合允许人们区分拓扑（马约拉纳）和非拓扑（例如，Kondo）的零偏压传导峰的起源。具体来说，我们表明，虽然隧道电导可能会表现出零偏置异常由于马约拉纳或近藤物理，散粒噪声是定性不同的马约拉纳零模式的存在。
2015-04-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
How to infer non-Abelian statistics and topological invariants from tunneling conductance properties of realistic Majorana nanowires
我们考虑一个简单的概念性问题，相对于马约拉纳零模式在半导体纳米线：可以测量的非理想值的零偏置电导峰的隧穿实验中被用作一个特性，以预测潜在的拓扑性质的邻近诱导纳米线超导性？特别是，我们定义和计算的拓扑可见性，这是一个变化的拓扑不变量与散射矩阵的系统以及零偏置电导峰高度的隧道测量，在存在耗散加宽，使用现实的纳米线参数连接的拓扑不变量与零偏置隧道电导值。这种耗散加宽存在于（现有的）隧穿测量和（任何未来的）编织实验中，作为有限编织时间的必然结果。拓扑的可见性和电导之间的连接，使我们能够获得现实的编织实验在纳米线的可见性，并得出结论，目前的实验可访问的系统与非理想的零偏置电导峰可能确实表现（具有相当低的可见性）非阿贝尔统计的马约拉纳零模式。在一般情况下，我们发现，大（小）超导能隙（马约拉纳峰分裂）的非阿贝尔编织统计的表现是必不可少的，特别是，零偏置电导值的一半左右的理想量化马约拉纳值应该是足够的实验纳米线的非阿贝尔统计的表现。
2016-07-21 cond-mat.mes-hall
Mesoscopic conductance fluctuations and noise in disordered Majorana wires
具有破缺时间反转和自旋旋转对称性的超导导线可以表现出两种不同的拓扑能隙相和相边界处的宿主束缚Majorana态。当导线被调谐到这两个阶段之间的过渡和间隙是关闭的，马约拉纳状态成为离域导致系统的一个特殊的临界状态。我们研究了这种临界态的输运性质作为无序多通道线的长度$L$的函数。应用具有两个副本的D对称类非线性超对称西格玛模型，当$L$超过系统的相关长度时，我们确定了从短导线的欧姆极限到宽电导分布的范围内$L$的平均电导、其方差和第三累积量.此外，我们还计算了任意$L$拓扑指数的平均散粒噪声功率和方差。本文提出的一般方法也可用于研究其他对称性导线中无序和拓扑的综合效应。
2022-11-10 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Distinguishing topological Majorana bound states from trivial Andreev bound states: Proposed tests through differential tunneling conductance spectroscopy
由化学势变化引起的微不足道的Andreev束缚态可能导致$D$类纳米线在有限磁场下的零偏压隧穿电导峰，精确地模拟了由拓扑Majorana束缚态引起的预测的零偏压电导峰。这一发现提出了一个严重的问题，使用零偏置隧穿电导峰的功效，本身，作为证据支持拓扑马约拉纳束缚态存在于纳米线。在目前的工作中，我们提供了具体的实验协议隧道光谱测量，以区分Andreev和Majorana束缚态，而不调用更多的要求，ING非本地测量尚未成功地在纳米线系统中进行。特别是，我们讨论了三个不同的实验方案，涉及响应的零偏置峰值的隧道势垒的局部扰动，从线端的束缚态的重叠，最引人注目的是，引入一个尖锐的本地化的潜在的线本身扰动的零偏置tun-densitivepeaks。我们提供了广泛的数值模拟来澄清和支持我们的理论预测。
2018-06-07 cond-mat.mes-hall
Relation between scattering matrix topological invariants and conductance in Floquet Majorana systems
我们分析了一个一维的拓扑超导体的电导周期性驱动主机Floquet Majorana零模式的不同配置的耦合到外部引线。我们比较电导不断耦合的引线，在标准的运输实验中，与频闪电导的脉冲耦合的引线用于确定一个散射矩阵的拓扑指数周期性驱动的系统。我们发现，在驱动频率的电压倍数的直流电导的总和是定量接近的频闪电导在所有的电压偏置。这与先前的工作一致，其表明在零/π共振处的总电导是量化的。我们量化两者之间的差异，其各自的共振的宽度和分析的两个不同的频闪驱动协议的Kitaev链的差异。虽然定量的差异是协议相关的，我们发现，一般的差异较大时，在链的末端的零模式的重量强烈依赖于驱动周期和脉冲耦合周期之间的偏移时间。
2021-05-31 cond-mat.mes-hall
Three-terminal nonlocal conductance in Majorana nanowires: Distinguishing topological and trivial in realistic systems with disorder and inhomogeneous potential
我们开发了一个理论的三端非局域电导在马约拉纳纳米线中存在的超导体-半导体混合结构中存在的超导接近，自旋轨道耦合，塞曼分裂。解决的关键问题是，这种非局部电导是否可以决定性地区分平凡和拓扑马约拉纳的情况下，存在的化学势的不均匀性和随机杂质无序。我们计算了原始纳米线（良好的零偏压电导峰），纳米线中存在的量子点和不均匀的电位（坏的零偏压电导峰），以及纳米线中存在的大的无序（丑陋的零偏压电导峰）的局部电导以及非局部电导和热导。局部电导本身是无法区分的平凡状态的拓扑状态，因为零偏置电导峰是通用的存在下的无序和不均匀的潜力。的非局域电导，这在原则上是能够提供的散装间隙关闭和重新打开的信息在拓扑量子相变，被发现是太弱的幅度是特别有用的存在下的无序和不均匀的潜力。因此，我们专注于本地，非本地的电，热传导的组合是否可以分离的好，坏，和丑陋的零偏置电导峰在有限长度的导线的问题。我们的论文旨在为未来的实验提供指导，我们得出结论，所有三种测量的组合将是必要的拓扑马约拉纳零模式在纳米线的决定性演示-对应于只有一种测量的正信号很可能是假阳性所产生的混乱和不均匀的潜力。
2021-01-24 cond-mat.mes-hall
Quantized zero bias conductance plateau in semiconductor-superconductor heterostructures without non-Abelian Majorana zero modes
我们发现，部分分离的Andreev束缚态（ps-ABS），由重叠的马约拉纳束缚态（MBS）出现在量子点超导体异质结对，产生强大的零偏压电导平台线端电荷隧穿实验。这些平台在实验控制参数的大范围内保持在$2e^2/h$量化。在最近的实验报告中观察到的强大的$2e^2/h$量化的电导平台在本地电荷隧穿实验，我们进行了大量的数值计算，明确表明，这种量化的电导平台，这是通过改变控制参数，如隧道势垒高度，超级栅极电位，和所施加的磁场，可以出现作为结果的存在的PS-ABS。由于ps-ABS可以形成，而一般在拓扑平凡的制度，即使在没有障碍，我们的研究结果表明，一个强大的量化电导高原的观察并不代表足够的证据来证明存在非阿贝尔拓扑保护马约拉纳零模式本地化在电线的两端。
2018-04-09 cond-mat.mes-hall
Tunneling transport in NSN junctions made of Majorana nanowires across the topological quantum phase transition
在考虑自旋-轨道耦合和外加磁场诱导的塞曼分裂的情况下，研究了无序超导体-超导体混合系统中可能存在的Majorana束缚态下正常金属（N）-超导半导体纳米线（S）-正常金属（N）结构（NSN）的输运性质.我们详细研究了拓扑量子相变的输运特征以及Majorana束缚态在NSN结构电输运性质中的存在性。我们的理论包括现实的非微扰效应的障碍，这是有害的拓扑相（最终完全抑制超导能隙），和隧道势垒的影响（或在隧道NS接触的透明度），这影响（和抑制）零偏压电导峰与零能量马约拉纳束缚态。我们表明，在存在的通用的障碍和障碍的透明度的解释与马约拉纳束缚态的零偏置峰是有问题的，因为在两端的两个NS接触之间的非局部相关性可能不会表现在隧道电导通过整个NSN结构。我们建立了一个简单的修改的标准运输测量使用电导差异（而不是在一个单一的NS结电导本身）作为测量的量可以允许直接观察的非局部相关性固有的马约拉纳束缚态，并使映射出的拓扑相图（即使在存在相当大的无序的情况下）通过精确地检测拓扑量子相变点。
2015-06-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Quantized conductance of Majorana zero mode in the vortex of the topological superconductor (Li0.84Fe0.16)OHFeSe
马约拉纳零模（Majorana zero mode，MZM）是超导体中一种奇异的中性激发，是拓扑量子计算的基石。最近在几种铁基超导体的涡旋中发现了隧穿谱中的零偏压电导峰（ZBCP）。特别是，一个干净的和强大的MZM已被观察到在（Li 0.84Fe 0.16）OHFeSe的自由涡旋的核心。在这里，使用扫描隧道光谱（STS），我们证明了马约拉纳诱导的共振Andreev反射之间发生的STM针尖和这个零偏压的束缚态，因此，在零偏压的电导量子化为2 e2/h。我们的研究结果提出了一个标志性的签名MZM在涡旋的本征拓扑超导体，连同其有趣的行为。
2019-04-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
The transport properties of Floquet topological superconductors at the transition from the topological phase to the Anderson localized phase
Floquet拓扑超导态是一种含有Majorana费米子的非平衡时间周期态。我们利用具有时间周期无公度势的Kitaev模型研究了它的输运性质，随着驱动强度的增加，该模型经历了从Floquet拓扑超导相到Anderson局域相的相变.我们研究了电流的实时动态和过渡时隧穿电导的非解析行为。特别是，我们发现，隧道电导不断变化的过渡，是一个有限的值在Floquet马约拉纳费米子的存在下，但下降到零的马约拉纳费米子消失。对于一个特殊的参数选择，马约拉纳费米子复苏在较大的驱动强度，伴随着电导的复苏。
2014-04-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Majorana Fermions in Topological Superconducting Metallic Nanowires probed by a Superconducting Condensate
我们报告了几个低温实验支持的存在下，马约拉纳费米子的超导铅纳米线制造的扫描隧道显微镜。这些纳米线是由压痕过程产生的STM针尖和样品之间的连接桥梁。我们在这里表明，通过控制调谐的纳米线区域的几何形状，其中超导性是由施加的磁场限制，在这些情况下获得的电导曲线是拓扑超导性和马约拉纳费米子的指示。这种行为的最突出的特点是出现了零偏置峰的电导曲线，叠加在一个正常的金属和超导体之间的Andreev制度的电导的背景特性。当施加大于铅体临界场的磁场时，部分纳米线出现零偏压峰。这个场驱动其中一个电极进入正常状态，而另一个电极（尖端）在其顶点保持超导状态。同时，在纳米尺度的连接纳米线中出现了拓扑超导态。
2013-02-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Tilting of the magnetic field in Majorana nanowires: critical angle and zero-energy differential conductance
半导体纳米线具有强的自旋轨道耦合和在外部磁场中的邻近诱导s波超导性，是最有前途的设置方法对拓扑马约拉纳零模式的实验证据。我们研究了在一个简单的连续介质模型中，相对于自旋-轨道耦合方向倾斜磁场的影响，并提供了拓扑态消失的临界角的解析推导。我们还得到了不同倾角下正常导线结的微分电导特性，并提出了在临界角处零能微分电导对隧道势垒强度依赖性的定性变化，作为建立观测信号拓扑性质的新判据.
2014-10-29 cond-mat.mes-hall
Nonlocal conductance spectroscopy of Andreev bound states: Symmetry relations and BCS charges
超导器件的双端电导谱是探测Andreev和Majorana束缚态的常用工具。在这里，我们研究理论上的三端设置，与两个正常的引线耦合到接地超导终端。利用单电子散射矩阵，推导出正常引线的亚能隙电导矩阵并讨论其对称性。特别地，我们证明了电导矩阵的局部元素和非局部元素具有成对相同的反对称分量。此外，我们发现，非局部元素是直接相关的本地BCS收费的束缚态接近正常的探针，我们展示了如何BCS收费重叠马约拉纳束缚态可以从实验中提取。
2019-05-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Tunneling conductance in semiconductor-superconductor hybrid structures
我们研究了半导体线-超导体混合结构中电荷隧穿的微分电导，这是一种实现拓扑超导和Majorana零模的可能方案。的计算是基于紧束缚模型的异质结构使用一个Blonder-Tinkham-Klapwijk方法和Keldysh非平衡格林函数方法。系统地研究了半导体和超导体之间的耦合强度、隧道势垒高度和温度对各种隧穿电导特性的影响。我们发现，治疗的母超导体作为一个积极的组成部分的系统，而不是一个被动源的库珀对，有定性的后果，关于低能量行为的微分电导。特别是，在母超导体的子间隙状态的存在下，由于无序和有限的磁场，导致特征的粒子-空穴不对称的功能和击穿的零偏置峰的量子化与存在的马约拉纳零模式本地化的线的两端。这些研究结果的影响，实现真正的非阿贝尔性质的马约拉纳束缚态的努力进行了讨论。
2018-01-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Proposed Method for Distinguishing Majorana Peak from Other Peaks: Tunneling Spectroscopy with Ohmic Dissipation using Resistive Electrodes
我们提出了一个方案，以区分零能量峰由于马约拉纳从那些由于在有限温度下的其他效应，通过简单地取代正常的金属铅与电阻铅（大Rk Ω）的隧道光谱。由于大电阻引起的耗散效应以不同的方式显著地改变了隧穿电导。当r=e^2 R/h<1/2时，Majorana峰仍随温度的降低而增大GT ^（2 r-1）。由于其他效应的零能量峰在有限温度下分裂成两个峰，并且零偏压下的电导随温度按幂律变化。具有Majorana模的耗散隧穿与具有非Majorana模的情形的不稳定临界点属于同一普适类。
2013-10-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
The differential conductance tunnel spectroscopy in an analytical solvable two-terminal Majorana device
本文研究了由非对称拓扑超导链耦合到两个引线的两端Majorana器件的非马尔可夫量子输运动力学。这种非对称超导链是解析可解的，可以通过半导体纳米线耦合到超导体的混合系统或通过一维横向场伊辛链来实现。在这种非对称超导链中，由于化学势的变化，基态发生了从拓扑Majorana束缚态到平凡Andreev束缚态的拓扑量子相变，而基态能量保持为零。我们求解了精确的瞬态输运电流和相应的微分电导。结果表明，左右Majorana零模之间的干涉对电导的拓扑相变有重要影响。它使边局域拓扑平凡态绝缘，电导为零，而非局域分布的拓扑非平凡态总是量子化电导为2e^2/h。这种与零偏压下零模微分电导拓扑相变相关的显著变化与引线结构和耦合强度无关。我们还研究了超导链的有限尺寸效应和零模和非零能量模之间的相干效应对这种两端Majorana器件的微分电导的影响。
2021-12-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Can non-local conductance spectra conclusively signal Majorana zero modes? -- Insights from von Neumann entropy
在拓扑超导体混合系统中，通过电导谱获得的零偏压电导特征的拓扑起源是一个备受争议的问题。最近，非本地电导签名，利用非本地的零模式在三个终端的混合设置已被提出作为手段，以确定确定存在的马约拉纳模式。基于冯诺伊曼熵的拓扑纠缠熵是另一种衡量与拓扑相的体边界对应有关的非定域性的方法。我们发现，虽然纠缠熵和非本地电导表现出一个明确的拓扑相变签名足够长的原始纳米线，非本地电导未能信号的拓扑相变较短的无序线。虽然最近的实验确实显示出过早的间隙关闭签名的非本地电导谱，我们相信，纠缠熵确实可以信号一个真正的过渡，无论在实验情况下的组成非理想。因此，我们的研究结果指向进一步发展的实验技术超越电导测量，以实现马约拉纳零模式的结论性检测。
2021-12-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.other
Quantized conductance at the Majorana phase transition in a disordered superconducting wire
没有时间反转和自旋旋转对称性的超导导线可以被驱动到支持马约拉纳束缚态的拓扑相。这些零能量状态的直接检测是复杂的扩散的低激发在无序的多模线。我们表明，相变本身是由一个量子化的热导和电散粒噪声功率的信号，而不管无序的程度。在环形几何结构中，相变由磁导振荡的倍周期发出信号。这些特征直接来自反射矩阵的行列式的符号作为拓扑量子数的识别。
2010-11-30 cond-mat.mes-hall
Parity independence of the zero-bias conductance peak in a nanowire based topological superconductor-quantum dot hybrid device
通过电荷输运测量研究了基于纳米线的拓扑超导体-量子点-拓扑超导体混合器件中Majorana费米子的特征。该器件由外延生长的InSb纳米线和Si/SiO $_2$衬底上的两个超导体Nb接触制成。在低温下，在两个Nb接触之间的InSb纳米线段中形成了一个量子点，并且由于邻近效应，InSb纳米线的两个Nb接触段显示出超导性。在零磁场下，在量子点的库仑阻塞区的电荷稳定性图测量中观察到了定义明确的库仑钻石和近藤效应。在有限的、足够强的磁场作用下，在相同的库仑阻塞区观察到零偏压电导峰结构。研究发现，无论量子点中准粒子占据数的奇偶性如何，在多个连续的库仑菱形中都存在零偏压电导峰。此外，我们还发现零偏压电导峰在大多数情况下伴随着两个微分电导峰，形成了三峰结构，偏压两侧峰之间的分离显示出与器件背景库仑电导振荡密切相关的振荡。观察到的零偏压电导峰和相关的三峰结构与基于纳米线的拓扑超导体-量子点-拓扑超导体系统中的Majorana费米子物理的特征一致，其中与量子点相邻的两个Majorana束缚态被杂化成一对能量有限的准粒子态，而另外两个Majorana束缚态保持为零-能量模式位于整个InSb纳米线的两端。
2014-06-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Zero-voltage conductance peak from weak antilocalization in a Majorana nanowire
我们发现，在超导纳米线中，无序引起的弱反定域化与Majorana零模的共振Andreev反射竞争，产生e^2/h量级的零电压电导峰。量子干涉在无序平均下生存所需的相位共轭由粒子-空穴对称性提供-在没有时间反演对称性的情况下，并且不需要拓扑非平凡相位。我们确定的方法来区分马约拉纳共振弱反定位效果。
2014-02-19 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall
Isolating Majorana fermions with finite Kitaev nanowires and temperature: the universality of the zero-bias conductance
零偏置峰（ZBP）被理解为当连接到零温度附近的半无限Kitaev纳米线（KNW）时，马约拉纳束缚态（MBS）的明确签名。然而，关于实现KNW的这些特征构成了深刻的实验挑战。我们从理论上探讨了一个量子点连接到一个拓扑KNW的有限大小在非零温度，并表明重叠的MBSs的线边缘可以成为有效地相互去耦和特征ZBP可以完全恢复，如果一个调谐系统到泄漏马约拉纳费米子不动点。在非常低的温度下，MBS变得强耦合，类似于近藤效应中发生的情况。我们推导出作为温度和相关的交叉温度的函数的电导的通用功能。我们的研究结果提供了额外的指导，以确定在固态设置中的MBS的签名。
2017-03-28 cond-mat.mes-hall
