Meissner-Ochsenfeld effect in semiconductor nanostructures with negative-U shells
Ioffe Institute（约费研究所）
本研究在室温下首次验证了半导体纳米结构中负U壳层的迈斯纳-奥赫森费尔德效应，并通过磁化响应和电动势测量揭示了其非耗散传输机制。
2026-02-09 cond-mat.mes-hall
Meissner Currents Induced by Topological Magnetic Textures in Hybrid Superconductor/Ferromagnet Structures
超导体附近的拓扑自旋组态最近引起了人们极大的兴趣，由于前者在自旋电子学中的潜在应用，也作为实现非平凡拓扑超导体的另一个平台。它们在这些领域的应用需要精确的知识，现有的交流领域和/或因此是必不可少的研究这些系统的杂散领域。在这里，我们确定了超导体/铁磁体/超导体（S/F/S）结中的有效杂散场和迈斯纳电流，这些结是由F中的各种非均匀磁性织构产生的。这种不均匀性要么是由于具有平坦畴壁（DW）的周期性结构，要么是由孤立的手性磁skyrmion（Sk）引起的。我们考虑了Bloch型和Néel型Sk，并详细分析了不同类型DW的周期结构-即具有面内和面外磁化矢量的有限宽度的Bloch型DW（BDW）和Néel型DW（NDW）。的空间依赖性的领域和迈斯纳电流的情况下，布洛赫和内尔型磁纹理是定性不同的。尽管布洛赫型Sk和DW的上下S的空间分布是相同的，但对于内尔型磁性织构，它们是不对称的。决定临界温度并与杂散场矢势有关的退配对因子在磁畴的中心处有最大值，但如我们所示，也在DW之上。对于Sk，最大值位于Sk半径内的有限距离处。在此基础上，我们研究了DW存在下的超导形核。由于Néel型结构的不对称性，预计上下S中的临界温度不同。所得结果也适用于S/F双层膜。
2020-07-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Tunneling Current Measurement Scheme to Detect Majorana Zero Mode Induced Crossed Andreev Reflection
提出了一种通过直接测量隧道电流来探测Majorana零模引起的交叉Andreev反射的方案。在该方案中，利用金属环结构来分离电子和空穴信号。由于隧穿电子和空穴具有不同的传播波矢，因此它们在环中相长相干的条件不同。我们发现，当穿过环的磁通量变化时，可以观察到幅度几乎相等的相邻正电流峰和负电流峰。
2018-03-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Emerging Dirac and Majorana fermions for carbon nanotubes with proximity-induced pairing and spiral magnetic field
我们研究了具有邻近诱导超导配对的扶手椅型和小禁带半导体碳纳米管在螺旋磁场中的低能能带结构，其中磁场的塞曼项和轨道部分的周期势产生了强的有效自旋轨道相互作用.我们发现，无带隙狄拉克费米子可以产生一个单一的参数的变化。对于一个半导体管与场在同一平面上，一个非简并零模在动量k=0，可以诱导，允许拓扑保护的马约拉纳费米子端态的产生。
2012-06-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Majorana Fermion Induced Resonant Andreev Reflection
我们描述了实验签名的马约拉纳费米子边缘状态，形成在超导体和表面的拓扑绝缘体之间的界面。如果铅通过电子隧穿耦合到马约拉纳费米子，马约拉纳费米子会从铅到接地的超导体产生\textit{resonant} Andreev反射。如果超导体中存在偶数（奇数）个涡旋，则线性隧穿电导为$0 $（$2 e^2/h$）。类似的共振发生隧道进入零模式的涡核。我们还研究了双引线器件的电流和噪声。
2009-07-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Dissipative Floquet Majorana modes in proximity-induced topological superconductors
我们研究了一个现实的Floquet拓扑超导体，一个周期性驱动的纳米线接近平衡的s波超导体。由于超导邻近效应引起的能量和密度波动，Floquet Majorana线变得耗散。结果表明，在这个耗散系统中，Floquet能带结构仍然保持不变。特别是，我们发现，Floquet马约拉纳零和π模式不能再简单地描述Floquet拓扑带理论。我们还提出了一个有效的模型来简化这些Floquet Majoranas的寿命的计算，并发现寿命可以工程的外部驱动场。
2021-03-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Spin polarization and orbital effects in superconductor-ferromagnet structures
从理论上研究了由于直接邻近效应和反向邻近效应在超导体-铁磁体（S-F）双层中感应的自发电流和磁场。感应电流{是由于铁磁体中的磁矩}和超导体中的{磁化强度}，即使在没有外部磁场的情况下也会出现的迈斯纳电流。后者是由超导相关长度$ξ_{S}$量级的距离上的逆邻近效应引起的。另一方面，由迈斯纳电流引起的磁感应$B$穿过伦敦长度$λ_{S}$的S膜。尽管$λ_{S}$通常大大超过相关长度，但在远大于$ξ_{S}$的距离处，$B$的振幅和符号主要取决于铁磁体中交换能的强度和S层中感应的磁矩。
2019-01-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
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
Modulation of Majorana-Induced Current Cross-Correlations by Quantum Dots
我们研究了通过具有一对马约拉纳端态的拓扑超导体的电荷传输，该超导体通过具有共振能级的量子点与引线耦合。马约拉纳束缚态的非定域性开启了具有非定域散粒噪声的交叉Andreev反射的可能性，这是由于电子注入到超导体的一端，然后在另一端发射空穴。在两个共振量子点能级的能量空间中，我们发现由于交叉Andreev反射产生的噪声强度呈现出四峰的三叶草状模式，与Majorana束缚态不存在时的单椭球峰不同.
2013-09-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Selective Equal-Spin Andreev Reflections Induced by Majorana Fermions
在这项工作中，我们发现，马约拉纳费米子诱导选择性的等自旋Andreev反射（SESAR），其中传入的电子与一定的自旋极化的铅被反射为具有相同的自旋反向传播的空穴。这个Andreev反射通道的电子的自旋极化方向由Majorana费米子选择。此外，具有相反自旋极化的电子总是被反射为具有不变自旋的电子。因此，引线中的电荷电流是自旋极化的。因此，支持马约拉纳费米子的拓扑超导体可以用作在顺磁引线中产生完全自旋极化电流的新型装置。我们指出，SESAR也可以用来检测拓扑超导体中的马约拉纳费米子。
2014-12-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Robustness of Majorana Fermion induced Fractional Josephson Effect
已有的工作表明，超导量子线中两个Majorana端态之间的耦合导致分数约瑟夫森效应。然而，在现实的实验条件下，多个频带的线被占用和马约拉纳端态伴随着其他费米端态。这就提出了分数约瑟夫森效应在这些情况下的鲁棒性的问题。在这项工作中，我们表明，没有避免的能量交叉引起的分数约瑟夫森效应是强大的，即使当马约拉纳费米子与任意强度耦合到其他费米子。此外，我们计算了分数约瑟夫森电流的温度依赖性，并表明它被抑制的热激发到其他费米子束缚态。
2011-03-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
In-plane Zeeman field induced Majorana corner and hinge modes in an $s$-wave superconductor heterostructure
二阶拓扑超导体主机马约拉纳角和hingemodes在二维和三维的传统的边缘和表面模式。然而，这种二阶角模的实现通常需要非常规的超导配对或复杂的结或分层结构。在这里，我们表明，马约拉纳角模可以实现使用二维量子自旋霍尔绝缘体在接近接触的$s$波超导体和受面内塞曼场。超过临界值，面内塞曼场诱导相邻边界之间的有效狄拉克质量相反，导致一个马约拉纳模式在每个角落。类似的范例也适用于3D拓扑绝缘体与马约拉纳铰链状态的出现。避免复杂的超导体配对和材料结构，我们的计划提供了一个实验现实的平台，实现马约拉纳角和铰链状态。
2020-06-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Interaction induced hybridization of Majorana zero-modes in a coupled quantum-dot hybrid-nanowire system
我们研究了一个混合器件的低能输运性质，该器件由一个原生量子点耦合到一个拓扑超导纳米线段的两端组成，该超导纳米线段具有Majorana零模。点和最远的马约拉纳零模式之间的耦合的帐户允许引入拓扑品质因数，表征系统中的拓扑保护水平。我们表明，库仑点和拓扑超导部分之间的相互作用导致发病的波函数描述的马约拉纳零模式的额外重叠，导致平凡的Andreev束缚态的形成，即使是空间分离的马约拉纳。这导致品质因数的破坏，并引入了对执行拓扑量子计算操作所需的编织过程的约束。
2020-06-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Majorana Zero Mode Induced by a Screw Dislocation on the Surface of an Iron-based Superconductor
本文提出铁基超导体表面螺旋位错诱导马约拉纳零模的模型，通过改变边界条件实现零模，并经数值模拟验证。
2025-05-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Detecting Majorana modes by readout of poisoning-induced parity flips
读出马约拉纳束缚态的宇称自由度是证明其非交换性质的关键。在这里，我们提出了一个低能量模型描述本地化的边缘状态在双臂设备。我们研究了将超导体束缚态耦合到量子点上的宇称-电荷转换，量子点的电荷由传感器读出。系统的动力学，包括读出设备，在充分使用量子跳跃的方法进行分析。我们将展示如何产生的信号和噪声比区分本地马约拉纳和Andreev绑定状态。
2023-03-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Disorder-induced Majorana zero modes in a dimerized Kitaev superconductor chain
基于最近的实验观测，在基于Su-Schrieffer-Heeger（SSH）模型的无序原子线中观察到拓扑Anderson绝缘体，我们研究了二聚Kitaev超导链中的无序效应，该超导链被视为SSH模型的超导体版本.通过计算实空间绕组数和零偏微分电导，分析了无序二聚Kitaev超导链的拓扑相变。研究发现，无序可以诱导一个拓扑非平凡的超导相托管马约拉纳零模（MZMs）。我们可以通过调节二聚化参数来调控无序诱导的MZM的出现。最后，我们用自洽玻恩近似方法对数值结果进行了验证。
2019-10-29 cond-mat.mes-hall 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
Obtaining Majorana and other boundary modes from the metamorphosis of impurity-induced states: exact solutions via T-matrix
我们在这里提供了一个新的和准确的形式主义来描述通过杂质诱导态的演化形成的端，边或表面状态。我们提出了一个通用的算法，包括通过T-矩阵形式主义找到杂质状态，并表明它们演变成边界模式时，杂质的潜力走向无穷大。我们应用这种技术来获得Majorana状态在1D和2D系统描述的Kitaev模型与点状和线状杂质。我们证实了我们的精确分析结果的数值紧束缚的方法。我们认为，我们的形式主义可以适用于其他拓扑模型，以及任何模型展示边缘状态。
2018-11-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Boundary-induced Majorana coupling in a planar topological Josephson junction
本研究针对三维拓扑绝缘体表面的平面拓扑约瑟夫森结，发现结内外模式隧穿可诱导内部马约拉纳模有效耦合与能裂，解析并数值分析了能裂特性及磁场对夫琅禾费图样的影响，为马约拉纳模特征识别提供依据。
2025-01-15 cond-mat.mes-hall 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
Disorder-induced subgap states and Majorana zero-energy edge modes in two-dimensional topological insulator-superconductor hybrid structures
与普遍认为的在二维拓扑绝缘体（TI）-超导体（SC）混合结构中作为束缚边态存在的Majorana零能模不受安德森定理的非磁性静态无序的影响相反，我们表明，这种对无序的保护并不存在于现实的多通道TI/SC/铁磁绝缘体（FI）三明治结构的实验相关性，因为时间-反转对称性在端Majorana模（MM）所在的SC/FI界面处被明确地局部破坏。我们发现，虽然MM本身和TI内的\emph{bulk}拓扑超导相确实普遍受到保护，不受无序，无序诱导的亚能隙状态一般在TI边缘引入由于FI/SC接口的存在，只要多个边缘通道被占用。我们讨论的影响，发现在现实的TI/SC/FI实验系统的边缘MM的检测和操作。
2014-11-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Majorana zero modes induced by superconducting phase bias
近年来，凝聚态系统中的Majorana零模一直是人们感兴趣的课题。他们的非阿贝尔交换统计，使他们成为一种独特的物质状态，以及他们在拓扑量子计算中的潜在应用，为他们赢得了理论家和实验学家的关注。一般认为，为了在准一维拓扑绝缘体中形成Majorana零模，时间反演对称性必须破缺。这样做的直接机制-施加磁场或耦合到铁磁体-被证明有许多不必要的副作用，例如超导性的退化和子隙态的形成，这是马约拉纳零模式长期以来一直无法直接实验检测的部分原因。在这里，我们回顾了几个建议，依赖于控制的超导序参量的相位，无论是作为唯一的机制，时间反演对称性破缺，或作为一个额外的方便的旋钮，用于减少所施加的磁场。这些建议具有实际的希望，以改善马约拉纳形成，他们揭示了物理基础的拓扑超导态的形成。
2021-12-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Supercurrent vortices and Majorana zero modes induced by an inplane Zeeman field on the surface of a three-dimensional topological insulator
非均匀面内塞曼场可以在超导二维系统和薄膜中诱导自旋轨道耦合电子自发超电流。在这项工作中，它表明，电流涡流可以创建在一个长的均匀磁化的铁磁绝缘体，这是沉积在三维拓扑绝缘体的表面上的条带的末端。假设其表面的s波超导电性具有内在起源，或由邻近效应引起。结果表明，奇涡量的涡旋可以使Majorana零模局部化，而后者也可能是由窄畴壁引起的，这为通过移动畴壁来操纵这些模提供了一种途径.结果表明，涡度可以通过改变条带的磁化强度和宽度来调谐。分析了带磁化强度相对于Berezinsky-Kosterlitz-Erdless跃迁的稳定性。
2020-10-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Proximity effect and Majorana bound states in clean semiconductor nanowires coupled to disordered superconductors
我们研究了具有强自旋轨道耦合的半导体线，它与具有化学势无序的超导体邻近耦合。当半导体-超导体界面处的隧穿非常弱时，已知超导体中的无序不影响感生超导性，因此也不影响在临界磁场之上出现的有效拓扑超导性。我们非微扰地证明了这个结果是如何通过获得低能量（即，subgap）激发光谱通过直接数值对角化适当的BdG哈密顿量。在强邻近耦合的情况下，我们发现母超导体中的无序通过使感生对势无序来抑制零磁场下的（非拓扑）感生能隙。在大磁场下的拓扑超导相，强邻近耦合减小了Majorana束缚态的局域长度，使得诱导的无序消除了拓扑能隙，同时出现了体Majorana零模，即使对于短线也是如此。
2016-03-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Proximity-induced low-energy renormalization in hybrid semiconductor-superconductor Majorana structures
一个极小模型的混合超导体半导体纳米线马约拉纳平台的开发，充分捕捉的低能量重整化的纳米线模式所产生的母超导体的存在下的影响。在这个模型中，母超导体是一个明确参与低能物理的有源组件，而不仅仅是一个被动的伙伴，只提供邻近诱导的库珀对的纳米线。这种对超导体和半导体的平等对待是有必要的，因为最近的实验不允许仅仅根据裸半导体性质进行一致的解释。一般的理论涉及到精确的半导体格林函数，其中包括从隧道耦合超导体产生的动态自能校正的评估。拓扑超导电性的出现的一般条件的单带以及多带纳米线和详细的数值结果给出了无限和有限线的情况下。通过数值计算给出了拓扑量子相图，得到了有限线中Majorana束缚态及其波函数重叠引起的振荡能量分裂行为。重整化效应被证明是定性和定量的重要修改的低能量谱的纳米线。理论的结果被发现是在良好的定性协议与马约拉纳纳米线实验，从而得出的结论是，邻近诱导的低能量重整化的纳米线模式的母超导体是具有根本重要性的超导体-半导体混合结构。指出了获得真零能拓扑Majorana模的一般理论的意义。
2017-02-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Strain manipulation of Majorana fermions in graphene
提出了具有诱导超导性、塞曼耦合和有限Rashba自旋轨道耦合的功能化石墨烯，以显示具有Majorana端模的拓扑超导相。通过计算Chern数、能带结构和波函数，得到了石墨烯和纳米石墨烯的相图。石墨烯中的电子掺杂、外加磁场和应变诱导赝磁场都可以导致拓扑相变。另外，应变对拓扑非平凡相的稳定性（无论是均匀的还是非均匀的）都有负面影响，破坏了Majorana费米子的存在，这为Majorana费米子的转移、产生和融合提供了一种新的途径.同时介绍了一些实验方案来裁剪功能化石墨烯，制备各种应用于拓扑量子计算的器件。
2016-01-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Engineering of many-body Majorana states in a topological insulator/s-wave superconductor heterostructure
我们研究了具有邻近诱导超导性的拓扑绝缘体薄膜中的涡旋链--一个很有前途的实现马约拉纳零模（MZMs）的平台--通过将其建模为两条腿的马约拉纳阶梯。虽然每对MZM杂交通过涡旋隧穿，我们在此表明，MZM可以稳定的梯子的两端与存在的倾斜外部磁场和四马约拉纳相互作用。通过控制磁场的方向和样品的厚度，得到了较好的相图。我们揭示了多体Majorana状态和相互作用诱导的拓扑相变，并确定平凡超导和公度/非公度电荷密度波状态的相图。
2017-06-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Enhancement of Magnon Transport by Superconductor Meissner Screening
本文通过超导体迈斯纳屏蔽模型解释铁磁绝缘体-超导体异质结构中自旋波非寻常低衰减现象，并预测 NbN/YIG 体系中磁振子相干输运增强近 500%，为量子信息应用提供新思路。
2024-06-14 cond-mat.mes-hall
Majorana bound state induced drag current in capacitively coupled quantum dots
研究电容耦合双量子点系统中由Majorana束缚态诱导的拖拽电流，发现其与近零能Andreev束缚态诱导的电流有定性差异，可作为检测Majorana费米子的互补工具。
2024-02-18 cond-mat.mes-hall
Quantum thermal Hall effect of Majorana fermions on the surface of superconducting topoloigcal insulators
研究了具有整数体拓扑数的拓扑超导体中的量子反常热霍尔效应，该超导体表面支持Majorana激发。为了实现量子热霍尔效应，通过施加外部磁场或通过磁性材料或具有复数对势的$s$波超导体的邻近效应在表面处诱导有限间隙。基于Cu掺杂Bi $_2$ Se $_3$超导态的晶格模型哈密顿量，计算了热霍尔电导率随化学势、对势和自旋轨道耦合诱导带隙等参数的变化.研究表明，体拓扑不变量对应于复$s$波对势诱导的霍尔热导率的量子化规则。
2015-05-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Disorder-induced topological transitions in multichannel Majorana wires
在这项工作中，我们研究的多通道超导纳米线的拓扑性质的无序的影响。虽然标准的期望是，光谱间隙是关闭和打开的转换，改变的拓扑指数的线，我们表明，关闭和打开的运输间隙也可以引起拓扑转变，即使在存在的非零密度的状态在整个过渡。这种由无序引起的输运能隙可以改变拓扑指数，将拓扑平凡的线驱动到非平凡状态，反之亦然。我们专注于Rashba自旋轨道耦合半导体纳米线接近传统的超导体，这是一个实验相关的系统，并获得这些线的拓扑转变的解析公式，有效的通用实现的障碍。完全紧束缚模拟显示与我们的分析结果非常一致，没有任何拟合参数。
2017-03-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Majorana current induced by charge current in Kitaev magnet/graphene bilayers
Institute of Science Tokyo（东京科学大学）
该研究探究Kitaev磁体/石墨烯双层中电荷电流诱导马约拉纳电流的机制，通过微扰计算得到马约拉纳电流解析表达式，还讨论了马约拉纳热电流并估计其大小，为马约拉纳费米子的电子调控提供了理论依据。
2026-07-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Spin-Meissner effect in systems of coupled polariton condensates
本研究理论探究耦合激子-极化激元凝聚体中塞曼分裂与TE-TM自旋翻转隧穿的相互作用对自旋迈斯纳效应的影响，揭示几何结构的关键作用，为自旋光子器件和极化激元模拟器研发提供新思路。
2025-05-20 cond-mat.mes-hall
Local density of states in two-dimensional topological superconductors under a magnetic field: signature of an exterior Majorana bound state
研究了具有邻近感生超导性的拓扑绝缘体（TI）表面在外加磁场作用下的准粒子态。施加的磁场产生两个马约拉纳束缚态：位于涡核内部的涡马约拉纳态和位于涡核中心的圆上的外部马约拉纳态。我们计算了自旋分辨局域态密度（LDOS），并证明了参考文献[R. S. Akzyanov等人，Phys. Rev. B 94，125428（2016）]，在强磁场下，可以在LDOS中看到，而不会被非零能量状态模糊。自旋分辨LDOS进一步揭示了外Majorana态的自旋是强极化的。相应地，发现诱导的奇频自旋三重态对也是自旋极化的。然而，为了检测外部马约拉纳态，费米能应该接近狄拉克点，以避免连续能级的贡献。我们还研究了一个不同的二维拓扑超导系统，其中一个二维电子气的自旋轨道耦合夹在一个s波超导体和铁磁绝缘体。我们表明，一个外部的马约拉纳状态的半径可以通过施加磁场调谐。然而，在TI表面的结果相反，无论是外部马约拉纳状态，也没有诱导的奇频自旋三重态对自旋极化。我们的结论是，自旋极化的Majorana状态是归因于自旋极化的朗道能级，这是具有Dirac-like色散系统的特征。
2018-04-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Meissner Effect and Nonreciprocal Charge Transport in Non-Topological 1T-CrTe2/FeTe Heterostructures
The Pennsylvania State University（宾夕法尼亚州立大学）；Rutgers University（罗格斯大学）；National High Magnetic Field Laboratory（国家高磁场实验室）
研究通过分子束外延生长1T-CrTe2层于FeTe层上，发现其具有约12K的临界温度超导性，并观察到迈斯纳效应及非 reciprocal 电荷输运行为，为磁控超导二极管效应提供了新平台。
2025-09-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Confinement-induced Majorana modes in a nodal topological superconductor
Università degli studi di Genova（热那亚大学）；SPIN-CNR, Consiglio Nazionale delle Ricerca（意大利国家研究委员会自旋物理中心）；University of Würzburg（维尔茨堡大学）；Technische Universität Braunschweig（布伦瑞克工业大学）
研究了扩展的Haldane模型在等自旋配对超导性下的拓扑相图，发现二维拓扑节点超导相，其边缘存在 chiral Majorana 模式，但有限二维矩形晶格中不稳定，产生零能角态，一维限制下边缘态混合形成Majorana零模。
2026-04-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Interplay between Kondo and Majorana interactions in quantum dots
研究了量子点与一维拓扑超导体和正常导线耦合的性质，讨论了近藤耦合和马约拉纳耦合在量子点中的相互作用.后者出现是由于存在马约拉纳零能量模式本地化的一维超导体的两端。利用重整化群分析、从玻色子平均场论和密度矩阵重整化群方法研究了系统相图随近藤和马约拉纳相互作用的变化.我们表明，除了著名的Kondo不动点，该系统可以流到一个新的不动点控制的Majorana诱导耦合，其特征在于非平凡的相关性之间的局部自旋的点和费米子宇称的拓扑超导体和正常的铅。我们计算了几个可测量的量，如微分隧穿电导和杂质自旋磁化率，突出了一些特殊的功能特性的马约拉纳不动点。
2014-09-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Proximity-induced Majorana hinge modes in antiferromagnetic topological insulators
我们提出了一个实现的手征Majorana模式上的铰链的3D反铁磁拓扑绝缘体，这是最近的理论预测和实验证实的tetradymite型$\mathrm{MnBi_2Te_4}$相关的三元chalgogenides的传播。这些材料由铁磁有序的2D层组成，其磁化方向在相邻层之间交替，形成反铁磁有序。除了具有磁隙的表面之外，还存在具有单个狄拉克锥的无隙表面，当邻近耦合到$s$波超导体时，其可以被开隙。在这两种带隙面的共享边上，出现手征Majorana模。我们进一步提出了实验签名的这些Majoana铰链模式的两端电导测量。
2019-05-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Confinement-induced zero-bias peaks in conventional superconductor hybrids
拓扑超导体中的马约拉纳束缚态被预测为高度为$2e^{2}/h$的零偏压电导峰，这是迄今为止研究最多的特征之一。在这里，我们表明，准零能量状态，类似于马约拉纳束缚态，可以自然地形成在任何超导混合结由于限制效应，拓扑结构无关。值得注意的是，这些拓扑平凡的准零能量状态产生零偏压电导峰，从而模仿最具代表性的马约拉纳签名。我们的研究结果提出限制作为一种替代机制来解释平凡的零偏置峰和准零能态的超导体混合物中无处不在的存在。
2021-05-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Coulomb blockade of Majorana fermion induced transport
我们研究库仑充电效应的运输通过一个拓扑非平凡的超导导线，马约拉纳束缚态存在于正常的导电导线的接口。我们构造了一般的Keldysh泛函积分表示，并给出了弱库仑阻塞条件下非线性电流-电压关系的详细结果。
2011-10-11 cond-mat.mes-hall
Disorder-induced chiral and helical Majorana edge modes in a two-dimensional Ammann-Beenker quasicrystal
近年来，准晶系统中拓扑相的无序效应的研究受到了广泛的关注。在这项工作中，通过数值计算的（自旋）Bott指数和热导，我们揭示了无序的影响，在一个二维Ammann-Beenker平铺准晶晶格中的D类手性拓扑超导体和DIII类时间反转不变的拓扑超导体。我们证明，无论是拓扑保护的手性和螺旋马约拉纳边缘模式是强大的对弱无序的准晶晶格。更吸引人的是发现无序诱导的拓扑非平凡的阶段，表现出手性和螺旋马约拉纳边缘模式的D类和DIII拓扑超导体系统，分别。我们的研究结果为准晶系统中无序诱导的Majorana边模的研究打开了大门。
2021-10-08 cond-mat.mes-hall
Majorana fermions in finite-size strips in the presence of orbital effects: what is the Majorana polarization telling us?
我们数值研究了在邻近诱导超导对和垂直于带的磁场存在下，具有Rashba自旋轨道耦合的有限尺寸准一维正方形晶格带中Majorana束缚态的形成.我们考虑到塞曼和轨道效应的领域。首先，使用马约拉纳极化，我们证明了这样的系统可以主机多对马约拉纳准粒子。我们构造了相应的拓扑相图，并得出结论，在轨道效应的存在下，拓扑区域被扩展，但保护拓扑状态的间隙减小。
2018-08-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Majorana-induced DC Shapiro steps in topological Josephson junctions
Majorana束缚态非阿贝尔性质的证明是走向拓扑量子计算的关键一步。本文从理论上研究了拓扑约瑟夫森结的电流-电压特性中的Majorana熔合规则。该结建立在U形量子自旋霍尔边缘上，并拥有由四个MBS形成的马约拉纳量子位。由于马约拉纳融合规则，相邻MBS之间的边间和边内耦合在马约拉纳量子比特的旋转轴上提供两个正交分量。我们表明，超导体的相位差和马约拉纳量子比特的动力学的相互作用支配约瑟夫森效应。引人注目的是，我们确定连续跳跃的结两端的电压增加直流电流偏置，而无需外部交流驱动。它的作用被马约拉纳量子比特的内在拉比振荡所取代。这种现象，DC夏皮罗步骤，是一种表现的非平凡的融合规则的MBS。
2020-06-10 cond-mat.mes-hall
Giant shot noise from Majorana zero modes in topological trijunctions
在传输测量中明确的马约拉纳束缚态的实验识别仍然带来了实验挑战。我们在这里表明，在三个拓扑超导体线的交界处形成的零能量马约拉纳状态是直接负责巨大的散粒噪声幅度，特别是在低电压和小接触透明度。唯一的固有噪声限制来自于由于多个Andreev反射过程而引起的电流诱导的失相速率。
2019-02-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Discovery of parity-violating Majorana fermions in a chiral superconductor Sr2RuO4
我们发现宇称违反马约拉纳费米子在手性超导体Sr 2 RuO 4。电流-电压曲线显示出异常的行为：感应电压是偏置电流的偶函数。依赖于磁场的结果表明，马约拉纳费米子的激发沿封闭的手征边缘电流的单畴偏置电流。我们还讨论了单畴Sr_2RuO_4的手征性变化与自发磁化强度之间的关系。
2009-06-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Non-Abelian quantum order in spin-orbit-coupled semiconductors: The search for topological Majorana particles in solid state systems
我们证明了具有自旋-轨道耦合的普通半导体薄膜在适当的条件下可以处于量子拓扑有序态，该态支持遵循非阿贝尔统计的奇异Majorana激发.量子拓扑秩序的关键是自旋轨道耦合与邻近诱导的s波超导性和外部诱导的自旋塞曼耦合的共存。当塞曼耦合低于临界值时，系统是非拓扑的（邻近诱导的）s波超导体。然而，塞曼耦合的范围以上的临界值，最低的能量激发态内的涡旋是一个零能量马约拉纳费米子状态。因此，该系统，已进入一个非阿贝尔s波超导态通过拓扑量子相变（TQPT）调谐的塞曼耦合。在相同结构的一维情况下，当塞曼耦合超过临界值时，半导体量子纳米线的两端存在局域化的马约拉纳零能模。在这种情况下，塞曼耦合可以更容易地由平行于导线的外部磁场感应，从而避免了对磁绝缘体的需要。我们表明，尽管事实上，在纳米线中的超导对电位是明确的s波，隧道的电子线的两端揭示了一个明显的零偏置峰。当塞曼耦合低于其临界值时，即，纳米线处于非拓扑S波超导状态。我们认为，在半导体纳米线的零偏压隧穿峰的观察可能是迄今为止提出的最简单，最清晰的实验，明确地检测在凝聚态系统中的马约拉纳费米子模式。
2010-06-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Chirality-Induced Majorana Polarization
本文提出利用手性螺旋分子与s波超导结构耦合来产生马约拉纳零能模，并揭示手性可导致相反的马约拉纳极化，从而通过CISS效应实现探测与调控。
2024-06-30 cond-mat.mes-hall
Enhanced proximity effect in zigzag-shaped Majorana Josephson junctions
高密度超导体-半导体-超导体结具有小的诱导超导能隙，这是由于具有大动量的准粒子轨道平行于具有非常长的飞行时间的结。由于大的感应间隙保护马约拉纳模式，这些长轨迹将马约拉纳器件限制在低电子密度。我们发现，一个椭圆形的几何形状消除了这些轨迹，允许强大的创建马约拉纳状态与诱导间隙$E_\textrm{gap}$和马约拉纳大小$ξ_\textrm{M}$改善了一个以上的数量级的现实参数。除了改进的鲁棒性的马约拉纳，这种新的锯齿形的几何形状是不敏感的几何细节和设备调整。
2019-03-14 cond-mat.mes-hall
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
Coulomb-interaction-induced Majorana edge modes in nanowires
我们发现，马约拉纳边缘模式出现在一个强相关的相位的半导体纳米线与离散的旋转对称的截面。这些模式存在于没有自旋轨道耦合，磁场和超导性。它们的出现纯粹是由于三维库仑相互作用和轨道物理学的结合，这产生了一个费米子凝聚体，表现出拓扑基态简并在一个部门的频谱，这是缺口的连续模式。间隙可以在幅度上与马约拉纳边缘模式的其他固态候选系统中的拓扑超导能隙相当，并且可以类似地经由隧道光谱来探测。
2018-09-25 cond-mat.mes-hall
Steady-states and response functions of the periodically driven O(N) scalar field theory
Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics（哈佛-史密森天体物理中心）；Department of Physics, Harvard University（哈佛大学物理系）；Center for Computational Quantum Physics, Flatiron Institute（平顿研究所计算量子物理中心）；Max Planck Institute for Solid State Research（马克斯·普朗克固体研究所）
研究周期驱动O(N)对称标量场理论与马尔可夫热浴耦合的相图，发现多种相，包括均匀和空间调制对称破缺态，部分具有振荡半驱动频率的序参数。当耦合背景电磁势时，这些相表现出迈斯纳效应，但若序参数振荡于小值，部分外加磁场可穿透形成迈斯纳极化子。
2026-03-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Interaction-induced zero-energy pinning and quantum dot formation in Majorana nanowires
马约拉纳模式出现在非平凡的拓扑相位在一些特定的材料，如邻近的半导体纳米线在外部磁场的边缘。理想情况下，它们是电子和空穴的电荷中性叠加的非局域态。然而，在实际长度的纳米线中，它们的波函数重叠并获得有限的电荷，在某些情况下，这使得它们易于相互作用，特别是与静电环境中产生的图像电荷相互作用。考虑到介电环境的现实三维模型，在这里我们表明这种相互作用会导致更简单理论模型预测的马约拉纳振荡的抑制，并导致与马约拉纳振荡相互作用的低能量子点态的形成。模式。这两个功能都观察到在最近的实验检测马约拉纳，因此可以帮助正确地描述它们。
2018-09-12 cond-mat.mes-hall
Electric-Field Induced Majorana Fermions in Armchair Carbon Nanotubes
我们从理论上考虑了在电场存在下的扶手椅型碳纳米管（CNT）与s波超导体的接触。我们发现，邻近效应打开了不同的强度的外部和内部分支的两个狄拉克点的CNT中的超导间隙。对于强邻近感生超导性，内部带隙可以是p波型，而外部带隙可以通过电场调谐为s波型。这样的设置在CNT的每一端支持单个马约拉纳束缚态。在弱邻近感应超导的情况下，两个分支中的间隙都是p波型的。然而，温度可以这样选择，即最小的间隙被有效地闭合。使用重整化群技术，我们表明，马约拉纳束缚态的存在，即使考虑到电子-电子相互作用。
2011-12-30 cond-mat.mes-hall
Tunable Majorana corner states in a two-dimensional second-order topological superconductor induced by magnetic fields
二维二阶拓扑超导体在体块和边缘都表现出有限的能隙，其非平凡拓扑通过位于角部的Majorana零模表现出来，即，马约拉纳角州。研究了二维时反不变拓扑超导体，证明了面内磁场可以使其转变为二阶拓扑超导体。详细的分析表明，磁场引起的质量项，采取不同的值之间的边缘，和马约拉纳角状态自然出现在两个相邻的边缘与相反的质量的交叉点。随着磁场的旋转，当磁场旋转$2π$时，位于边界附近的Majorana角态可以从一个角跳到相邻的一个角，并最终绕系统绕一个完整的圆。最后简要讨论了该系统的物理实现。
2018-05-27 cond-mat.mes-hall
