Hybrid structures of semiconducting (SM) nanowires, epitaxially grown superconductors (SC), and ferromagnetic-insulator (FI) layers have been explored experimentally and theoretically as alternative platforms for topological superconductivity at zero magnetic field. Here, we analyze a tripartite SM/FI/SC heterostructure but realized in a planar stacking geometry, where the thin FI layer acts as a spin-polarized tunneling barrier between the SM and the SC. We optimize the system's geometrical parameters using microscopic simulations, finding the range of FI thicknesses for which the hybrid system can be tuned into the topological regime. Within this range, and thanks to the vertical confinement provided by the stacking geometry, trivial and topological phases alternate regularly as the external gate is varied, displaying a hard topological gap that can reach half of the SC one. This is a significant improvement compared to setups using hexagonal nanowires, which show erratic topological regions with typically smaller and softer gaps. Our proposal provides a magnetic field-free planar design for quasi-one-dimensional topological superconductivity with attractive properties for experimental control and scalability.
Exfoliation and van der Waals heterostructure assembly of intercalated ferromagnet Cr1/3TaS2
铁磁范德华（vdW）材料是用于具有全二维材料异质结构的自旋电子器件的需求。在这里，我们证明了机械剥离的磁性原子嵌入过渡金属二硫属化物Cr 1/3 TaS 2从其散装晶体，以前这样的插层材料被认为是难以剥离。剥离的纳米厚的薄片的磁输运揭示了低于其居里温度TC ~ 110 K的铁磁有序性以及强的面内磁各向异性;这些与其本体性质相同。此外，范德瓦尔斯异质结构组装的Cr 1/3 TaS 2与另一个插入铁磁体Fe 1/4 TaS 2证明使用干转移方法。制造的异质结组成的Cr 1/3 TaS 2和Fe 1/4 TaS 2与天然Ta 2 O 5氧化物隧道势垒之间的隧道磁阻（TMR），揭示可能的自旋注入和检测这些剥离铁磁材料通过VDW结。
Absence of Magnetic Fluctuations in the Ferromagnetic/Topological Heterostructure EuS/Bi$_{2}$Se$_{3}$
拓扑绝缘体和铁磁体的异质结构为自旋电子学提供了新的机会，并为新颖的反常霍尔态提供了途径。在一种这样的结构中，最近观察到EuS/Bi $_{2}$ Se $_{3}$居里温度的显著提高。我们对一组类似的薄膜进行拉曼光谱，以研究磁性和晶格激发。界面应变通过其对Bi $_{2}$ Se $_{3}$声子模式的影响进行监测，而磁性系统通过EuS拉曼模式进行探测。尽管它的外观在裸EuS，异质结构缺乏相应的EuS拉曼信号。通过数值计算，排除了法布里-珀罗干涉对模的抑制作用。我们将EuS中没有磁信号归因于与Bi $_{2}$ Se $_{3}$的大电荷转移。这可以提供一个额外的途径来操纵拓扑异质结构的磁，光或电子响应。
Magnetic-field effect in the heterostructure Ba$_{0.8}$Sr$_{0.2}$TiO$_3$/LaMnO$_3$
研究了在单晶锰氧化物LaMnO $_3$上沉积的铁电Ba $_{0.8}$ Sr $_{0.2}$ TiO $_3$薄膜的输运和磁输运性质。在界面处产生的二维电子气将反铁磁锰氧化物的界面区域转变为具有重定向磁矩的铁磁状态。我们得到，这些铁磁区域的异质结构的电阻的贡献似乎是依赖于外部磁场施加垂直于界面（和平行于{ \it c}轴的铁磁状态的LaMnO $_3$）。我们认为，所研究的异质结构的电阻的下降的影响下的外部磁场是由于在界面区域的铁磁秩序的外观。这导致相对较小的阻力。反过来，所施加的磁场的循环导致铁磁有序区域的增加，并且因此导致铁磁无序处的载流子的散射减少。
Electron-mediated ferromagnetism and small spin-orbit interaction in a molecular-beam-epitaxy grown n-type $GaAs/Al_{0.3}Ga_{0.7}As$ heterostructure with Mn $δ$-doping
Large anomalous Hall effect in ferromagnetic insulator-topological insulator heterostructures
我们证明了拓扑绝缘体化合物Bi 2 Te 3在铁磁绝缘体Cr 2 Ge 2 Te 6上的范德华外延。这些层的取向为Bi 2 Te 3的（001）平行于Cr2 Ge 2 Te 6的（001），Bi 2 Te 3的（110）平行于Cr2 Ge 2 Te 6的（100）。横截面透射电子显微镜表明形成了尖锐的界面。在低温下，由Bi_2 Te_3/Cr_2Ge_2 Te_6组成的双层膜表现出很大的反常霍尔效应（AHE）。倾斜场的AHE的研究表明，易轴位于沿c轴的异质结构，与体Cr2 Ge 2 Te 6的磁化测量一致。Cr2 Ge 2 Te 6的61 K居里温度和近化学计量比材料的使用可能导致基于AHE的自旋电子器件的发展。
Gate-tunable anomalous Hall effect in stacked van der Waals ferromagnetic insulator - topological insulator heterostructures
新的拓扑相，如量子反常霍尔绝缘体（QAHI）或轴子绝缘体的搜索，激发了不同的方案，将磁性引入拓扑绝缘体。一种方案是在拓扑绝缘体中引入铁磁掺杂剂。然而，这通常是具有挑战性的，并且需要仔细设计的生长/异质结构或相对较低的温度来观察QAHI，这是由于诸如铁磁掺杂剂增加的无序等问题。另一个有前途的方案是利用磁性绝缘体的磁邻近效应来磁化拓扑绝缘体。迄今为止，这些异质结构中的大多数是通过诸如分子束外延和金属有机化学气相沉积的生长技术合成的。由于生长条件和晶格失配的差异，这些不容易适用于允许混合和匹配许多可用的铁磁和拓扑绝缘体。在这里，我们证明了磁性邻近效应仍然可以通过干燥转移的剥离微米大小的薄片的范德华拓扑绝缘体和磁性绝缘体材料（BiSbTeSe 2/Cr2 Ge 2 Te 6）组装在堆叠的异质结构中获得，证明了在一个异常的霍尔效应（AHE）的观察。此外，当通过静电门控控制载流子密度时，由这些异质结构制成的器件可以允许AHE的调制。这些结果表明，磁性范德华材料的简单机械转移提供了另一种可能的途径，磁化拓扑绝缘体的磁邻近效应，一个关键的一步，进一步实现新的拓扑相，如QAHI和轴子绝缘体。
Electronic structure of Bi2Te3/FeTe heterostructure: implications for unconventional superconductivity
利用分子束外延技术在SrTiO_3衬底上制备了由拓扑绝缘体Bi_2 Te_3和铁硫属化物FeTe组成的异质结构，并对其进行了角分辨光电子能谱分析。这个系统最近被发现显示出超导性，尽管每个组成材料的非超导性质。当FeTe与Bi_2Te_3的两个五重层界面时，我们发现Bi_2Te_3的Dirac-cone表面态向更高的结合能移动，而来自FeTe的费米能级处的类孔带向更低的结合能移动。这表明，电子电荷转移发生从FeTe的Bi 2 Te 3通过界面。目前的结果指出空穴掺杂的FeTe界面的非常规超导电性的发生的重要性。
Twofold symmetry of proximity-induced superconductivity in Bi$_{2}$Te$_{3}$/Bi$_{2}$Sr$_{2}$CaCu$_{2}$O$_{8+δ}$ heterostructures revealed by scanning tunneling microscopy
我们在\textit{in situ}中观察到邻近诱导超导现象，这种异质结构由拓扑绝缘体Bi $_{2}$ Te $_{3}$薄膜和高温铜酸盐超导体Bi $_{2}$ Sr $_{2}$ CaCu $_{2}$ O $_{8+δ}$组成.在两个五层厚度的Bi $_{2}$ Te $_{3}$薄膜表面上，超导带隙最大值约为7.6 meV，且带隙值随薄膜厚度的增加而减小.此外，准粒子干涉数据还清楚地证明了Bi $_{2}$ Te $_{3}$的一对主晶轴上存在着双重对称超导带隙，带隙极小值。这种能隙形式与在这种系统中提出的拓扑超导性的$Δ_{4y}$符号是一致的。我们的结果为高温超导铜氧化物中邻近效应引起的拓扑超导电性提供了丰富的信息。
Observation of Two-Dimensional Bulk Electronic States in a Superconducting Topological Insulator Heterostructure Cux(PbSe)5(Bi2Se3)6: Implications for Unconventional Superconductivity
我们对Cux（PbSe）5（Bi 2Se 3）6（CPSBS; x = 1.47）（一种由拓扑绝缘体异质结构衍生的超导体）进行了角分辨光电子能谱（ARPES），以阐明与可能的非常规超导电性发生相关的电子态。当Cu嵌入到母体化合物（PbSe）5（Bi 2Se 3）6中时，我们观察到由于电子掺杂导致的体导带的明显能量偏移。CPSBS的光子能量相关的ARPES测量表明，所观察到的体带形成一个圆柱形的类电子费米面的布里渊区中心。体电子态的二维性质表明奇宇称Eu配对或偶宇称d波配对的发生，这两者都可以在超导态中提供马约拉纳束缚态的平台。
Interface-Induced Superconductivity in Magnetic Topological Insulator-Iron Chalcogenide Heterostructures
The Pennsylvania State University（宾夕法尼亚州立大学）；Rutgers University（罗格斯大学）；University of Washington（华盛顿大学）；Chinese Academy of Sciences（中国科学院）；Materials Research Institute, The Pennsylvania State University（宾夕法尼亚州立大学材料研究所）；National High Magnetic Field Laboratory（国家高磁场实验室）；Paul Scherrer Institute（保罗谢尔研究所）；National Institute of Standards and Technology（美国国家标准与技术研究院）
Driven-dissipative superconductivity in moiré heterostructure without attraction
Joint Quantum Institute, University of Maryland（马里兰大学联合量子研究所）；ICFO-Institut de Ciencies Fotoniques, The Barcelona Institute of Science and Technology（巴塞罗那科技大学光子科学研究所）；Institute of Quantum Electronics, ETH Zürich（苏黎世联邦理工学院量子电子学研究所）；Institute for Theoretical Physics, University of Cologne（科隆大学理论物理研究所）
Spin Seebeck effect and phonon energy transfer in heterostructures containing layers of a normal metal and a ferromagnetic insulator
在动力学方法的基础上的玻尔兹曼方程的声子分布函数的框架内，我们分析了声子在异质结构中的热传递包含一个层的正常金属（$ N $）和一个层的铁磁绝缘体（$ F $）。两个现实的方法，在这样的异质结中产生的温度梯度被认为是：通过加热的$N$层的电流和通过放置的$N/F$ -双层之间的大量的不同温度的双金属层。计算了$ N $ -层中的电子温度$ T_e $和$ F $ -层中的磁振子温度$ T_m $.这些温度的差异决定了塞贝克自旋效应机制中$ N $层上的电压$ V_{ISHE} $。将$ V_{ISHE} $对浴温和对$ N $和$ F $层厚度的依赖性与可用的实验数据进行比较。
Proximity-Induced Superconductivity in Epitaxial Topological Insulator/Graphene/Gallium Heterostructures
将超导性引入到拓扑绝缘体的狄拉克表面态，导致拓扑超导体，其可以通过马约拉纳零模式支持拓扑量子计算。可扩展材料平台的开发是实现拓扑量子计算的关键。在这里，我们报告的高品质的（Bi，Sb）2 Te 3/石墨烯/镓异质结构的生长和性能。我们的合成方法使两个异质界面处的原子尖锐层成为可能，这反过来又促进了起源于镓膜的邻近诱导超导性。一个光刻免费，范德华隧道结的发展，以执行传输隧道光谱。我们发现在5-10个五层（Bi，Sb）2 Te 3/graphene/gallium异质结构中，狄拉克表面态形成了一个强的邻近诱导超导能隙。一个单一的Abrikosov涡，马约拉纳零模式预计将驻留的存在下，表现在离散电导的变化。目前的材料平台为理解和利用拓扑超导性的应用潜力提供了机会。
