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
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
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
Magnus Induced Diode Effect for Skyrmions in Channels with Periodic Potentials
使用粒子模型，我们调查的skyrmion动力学行为在一个通道中的上壁包含一个深度的草皮和下壁包含不同深度的草皮。在施加的驱动力下，通道中的skyrmion以有限的skyrmion霍尔角移动，该霍尔角使它们朝向上壁偏转以进行$-x$方向驱动，并且朝向下壁偏转以进行$+x$方向驱动。当上凹部具有零高度时，skyrmion被偏转抵靠平坦的上壁以用于$-x$方向驱动，并且skyrmion速度线性地依赖于驱动。对于$+x$方向驱动，skyrmions被推到较低的草皮上并被捕获，从而降低速度和非线性速度-力响应。当在上壁上有浅的凹陷和在下壁上有深的凹陷时，skyrmions在两个驱动方向上都被捕获;然而，由于凹陷深度的差异，skyrmions在$-x$方向驱动下更容易移动，并且在$+x$方向驱动下变得强烈地被捕获。优选的$-x$方向运动产生我们称之为马格努斯二极管效应，因为它在零马格努斯力的极限下消失，不像在不对称的电势下观察到的二极管效应。我们发现，输运曲线可以表现出一系列的跳跃或下降，负微分电导率，和重入钉扎由于集体捕获事件。我们还讨论了我们的研究结果与最近的连续模拟类似的skyrmion二极管系统。
2022-08-25 cond-mat.mes-hall
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
Fractional Josephson Effect with and without Majorana Zero Modes
众所周知，当Aharonov-Bohm通量变化时，在Majorana零模存在下约瑟夫森效应的低能物理表现出$4π$周期性，这与通常超导结中的$2π$约瑟夫森周期性相反。我们研究了Majorana纳米线系统中一维拓扑超导体中的分数约瑟夫森效应，重点研究了具有自旋轨道耦合的超导半导体纳米线中的相能关系的特征，包括实验系统中的不同因素，如短的线长，超导能隙的抑制，以及Andreev束缚态的存在。我们发现，即使在没有马约拉纳零模，一些非拓扑物理效应可以表现出$4π$周期性的相位能量关系的约瑟夫森结，从而提供了一个假阳性信号分数约瑟夫森效应没有潜在的马约拉纳零模。此外，我们考虑了超导纳米线中化学势分布不均匀导致四个Majorana束缚态的几种情况，并构建了有效的四Majorana模型来正确描述Josephson效应的低能理论。在这种设置中，多个马约拉纳零模也可以具有$4π$分数约瑟夫森效应，尽管基础物理学源于Andreev束缚态，因为两个靠近的马约拉纳束缚态有效地形成Andreev束缚态。我们的工作表明，仅仅观察到模拟$4π$周期性的分数约瑟夫森效应，本身不能作为拓扑超导性的决定性证据。这一发现对正在进行的寻找非阿贝尔马约拉纳零模式和开发拓扑量子比特的努力具有重要意义。
2018-10-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Repulsive Casimir force from a Majorana zero-mode
本文证明马约拉纳零模在量子自旋霍尔边缘与超导体界面处产生排斥性卡西米尔力，将磁性散射体推离超导体，该力直接关联系统拓扑不变量。
2024-11-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Electron temperature and tunnel coupling dependence of zero-bias and almost-zero-bias conductance peaks in Majorana nanowires
在自旋轨道耦合和塞曼自旋分裂（由外部磁场引起）的存在下，由附近超导体邻近的一维半导体纳米线可以变成在两个线端处承载局部马约拉纳零模式的拓扑超导体。这种马约拉纳零模式的存在的标志是在马约拉纳纳米线的隧穿光谱中出现零温度量化的零偏置电导峰。我们从理论上研究了这种纳米线的隧穿电导的温度和隧道耦合依赖性，以了解可能的固有偏差从预测的电导量化。我们发现，全温度和隧道传输依赖的隧道电导不服从任何简单的标度关系，估计零温电导从有限温度和有限的隧道展宽的隧道数据是困难的。然而，标度关系，并保持在极端弱隧穿低温极限电导仅取决于温度和隧道加宽的无量纲比率。我们还考虑了来自非拓扑Andreev束缚态的隧穿贡献，这可能会产生几乎零偏置的电导峰，这是不容易区分的马约拉纳诱导的零偏置峰，发现与Andreev束缚态相关的非拓扑几乎零模式表现出类似的温度和传输依赖性的拓扑马约拉纳模式。我们评论塞曼分裂依赖于有限的温度和隧道耦合的零偏置电导峰。
2017-11-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Proposal for Coherent Coupling of Majorana Zero Modes and Superconducting Qubits Using the 4 pi-Josephson Effect
我们建议使用辅助通量量子比特与拓扑一维线托管的Majorana量子比特相互作用。耦合是使用马约拉纳量子比特控制的4 π约瑟夫森效应来通量偏置磁通鎓量子比特而获得的。我们演示了如何使用这种耦合来灵敏地识别拓扑超导性，测量Majorana量子比特的状态，构建2-量子比特操作，并实现具有拓扑保护的量子存储器。
2013-10-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Non-Hermitian Josephson junctions with four Majorana zero modes
Uppsala University（乌普萨拉大学）；Kyoto University（京都大学）
研究非赫米特性对约瑟夫森结中四个马约拉纳零模的影响，揭示非赫米拓扑相设计和安德里亚诺夫束缚态操作的可能。
2025-12-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Majorana zero modes choose Euler numbers - revealed by full counting statistics
研究了量子点与Majorana零模和两个简正导耦合的输运性质。我们调查的电荷隧穿事件，它允许一个完整的信息提取电流波动的完整计数统计。使用Keldysh路径积分的方法，我们计算的累积量生成函数。我们首先考虑一个非相互作用的无自旋制度，并发现，对于对称的点-铅耦合，零频率累积量表现出一个普遍的模式的欧拉数，独立的微观参数。对于自旋情况，讨论了强相互作用（单电子占据区）和弱相互作用（微扰区）的库仑相互作用效应。相比，没有马约拉纳耦合的情况下，我们表明，虽然隧道电导可能会表现出零偏置异常，完整的计数统计是定性不同的存在下的马约拉纳耦合。
2015-03-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Isolated pairs of Majorana zero modes in a disordered superconducting lead monolayer
马约拉纳零模是成对出现的分数量子激发，每对都是量子计算的构建块。这些激发的一些可能的特征已被报道为一维半导体导线和磁链端点处的零偏置峰。然而，1D系统本质上是脆弱的少量的无序，诱导低能量的激发，因此获得马约拉纳零模式以及隔离在硬间隙需要非常干净的系统。二维系统提供了另一种途径来获得鲁棒的马约拉纳零模式。事实上，最近的研究表明，Pb/Co/Si（111）可以作为一个平台，用于产生具有强免疫力的局部无序的二维拓扑超导性。虽然2D系统表现出色散的手征边缘状态，但它们也可以在局部拓扑缺陷上拥有Majorana零模。根据预测，如果奇数个零模式位于拓扑域中，则额外的零模式应该出现在域的边缘周围。在这里，我们使用扫描隧道光谱来表征一个无序的超导单层铅耦合到下面的Co-Si磁岛意味着诱导拓扑转变。我们表明，对零模式是稳定的：一个零模式定位在中间的一个点的磁畴和其零模式的合作伙伴扩展所有周围的域。零模对是非常强大的，它是孤立的一个硬超导能隙，它出现完全免疫的强无序存在于铅单层。我们的理论方案支持受保护的马约拉纳性质的零模式对，突出磁或自旋轨道耦合纹理的作用。这对鲁棒的马约拉纳零模为量子计算的理论和实验研究提供了新的平台。
2018-10-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Identifying trivial and Majorana zero-energy modes using the Majorana polarization
本文利用Majorana极化作为实空间拓扑指标，在超导-半导体混合系统中区分平庸零能模与Majorana零能模，并验证其在正常-超导结和Josephson结中的有效性。
2024-10-03 cond-mat.dis-nn 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
Thermoelectric transport through a Majorana zero modes interferometer
本文研究了两根拓扑超导纳米线构成干涉仪中的热电输运，发现马约拉纳零模与连续谱束缚态及其磁通调控可显著提升非对称构型下的塞贝克系数和热电优值。
2025-04-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Nonlocal Majorana polarization in non-Hermitian topological superconductors
Institute of Mathematical Sciences（马蒂亚斯科学研究所）；Homi Bhabha National Institute（霍米·巴巴国立学院）；Uppsala University（乌普萨拉大学）；University of Jyväskylä（于韦斯屈莱大学）
研究将非局域马约拉纳极化概念扩展到非厄米领域，通过考虑双正交本征态及探索不同非厄米超导系统展示其效用，能区分多种态，还引入极化灵敏度概念，发现非厄米性可增强马约拉纳零模鲁棒性。
2026-07-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Unveiling nontrivial fusion rule of Majorana zero mode using a fermionic mode
本文提出将费米子模式连接到单个马约拉纳零模，通过调制能级与耦合实现零或整数电荷泵浦，从而揭示非平庸融合规则，并提供区分马约拉纳模式与平庸Andreev束缚态的可行方法。
2023-10-25 cond-mat.mes-hall 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
Topological Larkin-Ovchinnikov phase and Majorana zero mode chain in bilayer superconducting topological insulator films
我们从理论上研究了双层超导拓扑绝缘体薄膜，其中顶面态和底面态都具有超导电性。我们发现，一个平面内的磁场可以驱动系统进入拉金Ovchinnikov（LO）相，在那里的电子与有限的动量配对。LO相位是拓扑非平凡的，其特征在于由Z2拓扑不变量，导致沿垂直于面内磁场的边缘的马约拉纳零模式链。
2017-08-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Majorana Zero-Modes in a Two-Dimensional $p$-Wave Superconductor
我们分析了二维拓扑超导体边缘Majorana零模的形成。特别是，我们研究了时间反演不变的三重态相，这是可能存在于掺杂Bi $_2$ Se $_3$。在超导体中引入面内磁场后，表面模中的能隙被打开，从而诱导出局域化的马约拉纳模。这些模式的位置可以简单地通过改变所施加的场的方向来操纵，从而产生编织这些状态的新方法，这些状态可能应用于拓扑量子计算。
2017-06-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Three-phase Majorana zero modes at tiny magnetic fields
在凝聚态系统中实现马约拉纳费米子的提议通常依赖于磁场，这会降低邻近超导体的质量，并困扰马约拉纳的探测。我们提出了一个替代方案，实现马约拉纳只基于相位偏置超导体。相位（至少其中三个）可以通过穿过宏观超导回路的微小磁场来偏置，聚焦并增强磁场对结的影响，或者通过超电流。我们展示了如何结合超导相绕组和自旋轨道相诱导闭环（Aharonov-Casher效应）促进拓扑超导状态与Majorana端状态。我们演示了这个方案的分析听话的模型，以及模拟现实的设置只包括传统的材料。
2021-03-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Signatures of Majorana Zero Modes in Spin-Resolved Current Correlations
我们考虑一个正常的铅耦合到马约拉纳束缚态。我们发现，自旋分辨电流相关性表现出独特的功能，区分马约拉纳束缚态从其他低能共振。特别地，来自马约拉纳束缚态的自旋向上和自旋向下电流在低偏置电压下是反相关的，并且在较高电压下变得不相关。这种行为是独立的确切形式耦合到铅，和自旋极化的方向。与此相反，一个普通的低能量Andreev束缚态引起的自旋向上和自旋向下电流之间的正相关性，这种自旋分辨的电流电流的相关性在高偏置电压接近一个非零常数。我们讨论了实验设置，在这种效果可以测量。
2015-04-28 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
Topological Majorana and Dirac zero modes in superconducting vortex cores
我们提供了一个参数的磁通插入的基础上表明，某些超导体与非平凡的拓扑不变的保护零模式在其涡核。这个论点具有二维指数定理的味道，也适用于无序系统。这也为理解无自旋$p_{x} + i p_{y}$超导体涡旋核中的零模提供了一种新的途径。将这种方法应用于具有和不具有时间反转和自旋旋转对称性的超导体，我们预测了其涡旋中存在受保护零模的充要条件。
2010-01-14 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
Commensuration Effects on Skyrmion Hall Angle and Drag for Manipulation of Skyrmions on Two-Dimensional Periodic Substrates
本研究探讨二维周期基底上斯格明子动力学，发现共度填充导致霍尔角为零、速度提升，非共度填充则无序，并绘制了动态相图。
2022-02-01 cond-mat.mes-hall
Influence of long-range interaction on Majorana zero modes
Majorana束缚态具有非阿贝尔性质，是实现容错量子计算的候选对象。在这里，我们研究了长程多体相互作用对Kitaev链中存在的Majorana零模的影响。我们发现，这些相互作用可以抑制的寿命马约拉纳零模式。我们还讨论了长程相互作用的马约拉纳状态的空间结构上的作用，和重叠的马约拉纳国家本地化在链的两端。我们已经确定，增加相互作用强度导致降低的稳定性的马约拉纳模式。此外，我们发现，位于更远位置的粒子之间的相互作用比最近邻居之间的相互作用更具破坏性。
2019-10-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Realizing Majorana zero modes in superconductor-semiconductor heterostructures
在实验室中实现拓扑超导和Majorana零模是凝聚态物理的主要目标之一。我们回顾了这一快速发展的领域的现状，重点是超导体的拓扑超导性的建议。讨论了材料科学的进展和最近实验中Majorana零模的鲁棒特征。在简要介绍了这个问题后，我们概述了几个下一代实验探测马约拉纳零模式的奇异性质，包括融合规则和非阿贝尔交换统计。最后，我们讨论了在这些系统中实现基于Majorana拓扑量子计算的前景。
2018-02-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Fusion Dynamics of Majorana Zero Modes
University of Melbourne（墨尔本大学）；University of Illinois at Chicago（伊利诺伊大学芝加哥分校）
研究通过spinless Kitaev模型和spinful模型探讨Majorana零模的融合动力学，验证其在Majorana量子比特读取中的应用。
2026-01-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con quant-ph
Optimal Control of Majorana Zero Modes
Majorana零模的编织为量子信息处理提供了一个很有前途的平台，它是拓扑保护的。然而，严格地说，该方案依赖于无限编织时间，因为它利用绝热极限。在这里，我们将展示如何通过找到一个最佳的协议，马约拉纳运动，以尽量减少非绝热误差有限编织时间。有趣的是，这些协议的特点是马约拉纳运动在最大和最小速度之间的急剧转变。我们发现，这些所谓的bang-bang协议可以最小化系统的非绝热跃迁的数量级相比，天真的协议。
2015-05-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con quant-ph
Distinguishing Majorana Zero Modes from Impurity States through Time-Resolved Transport
利用含时Landauer-B{ü}ttiker理论研究了超导纳米线中的时间分辨电荷输运。我们发现，稳态马约拉纳零偏置电导峰出现瞬态伴随着特征振荡偏置电压淬火后。这些振荡是不存在的一个平凡的杂质状态，否则显示出一个非常相似的稳态信号的马约拉纳零模式。此外，我们发现，Andreev束缚态或准马约拉纳态在拓扑平凡的体相可以引起一个零偏置电导峰，也保留了马约拉纳零模式的瞬态特性。我们的结果表明：（1）时间分辨输运可以作为区分Majorana零模和界面杂质态的探针;（2）准Majorana态模拟了拓扑Majorana零模的瞬态特征，表明准Majorana态也可以作为具有非阿贝尔辫子统计的任意子用于拓扑量子计算.
2019-04-23 cond-mat.mes-hall
Spin polarization of Majorana zero modes and topological quantum phase transition in semiconductor Majorana nanowires
最近的一些工作讨论了凝聚态系统中Majorana零模的自旋极化问题。在这里，我们表明，自旋极化密度的马约拉纳零模式，计算作为一个平均值的自旋算子在其波函数，消失无处不在。因此，单个非简并马约拉纳零模式不耦合到所施加的磁场，除非通过与较高能量的激发态（如果存在）的杂交，这可能扰动其波函数。如果“自旋”的定义只考虑粒子的波函数的组成部分，已经在最近的一些工作，马约拉纳零模式没有一个非零的空间分布的这个数量，可测量的扫描隧道显微镜（STM）的实验。然而，如果这样的量是在自旋分辨隧穿实验（没有空间分辨率）测量，我们表明，它不能被用来作为一个独特的签名的拓扑非平凡超导相的马约拉纳零模式。作为一个副产品，我们表明，在空间非均匀系统中，偶然的零能量模式，这对于所有的实际目的表现为马约拉纳零模式（包括引起高度为2e^2/h的零偏置电导峰），可以出现与增加磁场，即使在没有拓扑量子相变（TQPT）。但只有在间隙闭合和相关的TQPT之后，模式才被定位在系统边缘附近，从而产生最大的拓扑保护。基于这些考虑，证明拓扑保护的Majorana对的非定域性质及其在系统经历TQPT后{ \em}的出现，成为当前在凝聚态系统中寻找Majorana束缚态实验的关键任务.
2016-03-07 cond-mat.mes-hall
Enhancement of the thermoelectric effect due to the Majorana zero modes coupled to one quantum-dot system
通过考虑马约拉纳零模横向耦合到量子点，我们评估了一个单点系统的热电效应。计算结果表明，当一个马约拉纳零模耦合到点上时，热电效应会发生变化，但热电效率不会明显提高。同时引入两个马约拉纳零模可以有效地增强热电效应。我们相信，在这项工作中的发现提供了一种替代的方法检测的Majorana结合态。
2018-01-26 cond-mat.mes-hall
Distinguishing Majorana zero modes from trivial defect states in an iron-based superconductor
Beijing Institute of Technology（北京理工大学）；University of Hamburg（汉堡大学）；CIC nanoGUNE-BRTA（纳米GUNE研究中心）；Université Paris-Saclay（巴黎萨克雷大学）；Brookhaven National Laboratory（布鲁克海文国家实验室）；Tsung-Dao Lee Institute, Shanghai Jiao Tong University（上海交通大学李政道研究所）
通过自旋极化扫描隧道谱，区分了Fe(Te,Se)表面结构缺陷处的近零能态为平庸的Yu-Shiba-Rusinov态，而非马约拉纳零模，并排除了无缺陷区域零能态的马约拉纳起源。
2026-08-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Observation of the Magnus Nonlinear Hall effect from Chiral Weyl Monopoles
Max Planck Institute for Chemical Physics of Solids（德国德累斯顿固体化学物理马克斯·普朗克研究所）；Department of Physics and Astronomy, University of Tennessee, Knoxville, TN 37996, USA（美国田纳西大学）；Materials Science and Technology Division, Oak Ridge National Laboratory, Oak Ridge, TN, USA（美国橡树岭国家实验室）；Department of Physics, National University of Singapore, 117551, Singapore（新加坡国立大学）
研究通过CoSi材料观测到非线性霍尔效应，揭示了手性韦伊尔节点的拓扑特性，通过非对称散射机制实现了非对称霍尔电压，展示了拓扑非线性霍尔响应的新途径。
2026-04-30 cond-mat.mes-hall
Geometric Phases in Majorana Zero-Energy State
通常马约拉纳零能态的贝瑞相是零。在这篇文章中，我们提出了一个广义几何相位的马约拉纳零能态，这是非零的电子或空穴，分别。我们计算了铁磁体（FI）/拓扑绝缘体（TI）/超导体（SC）混合系统中的这些非零几何相位。非零几何相位在Majorana零能模的拓扑量子计算处理中具有潜在的应用价值。我们还用路径积分方法讨论了与Majorana零能态有关的非绝热几何相。
2018-12-17 cond-mat.mes-hall quant-ph
Zero-energy pinning from interactions in Majorana nanowires
拓扑超导体边界处的马约拉纳零模是电荷中性的，是电子和空穴的相等叠加。然而，这种理想的情况在物理实现中很难实现，例如接近实际长度的半导体纳米线。在这样的系统中，马约拉纳重叠是不可避免的，并导致其杂化成有限能量的带电Bogoliubov准粒子，不像真正的零模式，受电子相互作用。我们在这里证明，这些相互作用，特别是与束缚电荷在介电环境中，彻底改变了非相互作用的范例。值得注意的是，相互作用可以完全抑制马约拉纳杂化周围的奇偶交叉，在纳米线中的总电荷的变化。这种效应被称为零能量钉扎，使Majoranas稳定回到零能量和电荷，并导致电子不可压缩的参数区域，其中Majoranas对局部扰动保持不敏感，尽管它们重叠。
2017-03-08 cond-mat.mes-hall
Decoherence of Majorana qubits caused by particle-hole conjugation asymmetry
研究了粒子-空穴不对称性对Majorana量子系统性质的影响。粒子-空穴非对称微扰使Majorana零模从零能移动。这种类型的不对称性可以作为Majorana量子比特中退相干的来源。我们发现，粒子-空穴非对称微扰引起了Majorana量子比特的相移和位翻转退相干过程。然而，这些源的退相干是可以忽略不计的空间分离的马约拉纳零模式的均匀系统。
2016-01-13 cond-mat.mes-hall
Altermagnetic Routes to Majorana Modes in Zero Net Magnetization
本文提出利用交错磁实现零净磁化的一维与二维超导异质结构，可产生端点、手性或角点 Majorana 模，并借助 Zeeman 项辨别拓扑与平庸零模。
2023-06-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
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
Josephson current via an isolated Majorana zero mode
本文研究了$s$波与拓扑超导体结中的平衡直流约瑟夫森电流。从$s$波超导引线的库珀对可以通过结附近的未成对马约拉纳零模或通过上述间隙连续态转移到拓扑侧。我们发现，马约拉纳贡献的超电流可以打开时，在传统的铅的时间反演对称性被打破，例如，通过外部施加的磁场诱导塞曼分裂。此外，如果磁场有一个分量的方向上的有效自旋轨道场，将有一个马约拉纳诱导的异常超导电流在零相位差。这种行为可以作为马约拉纳零模式的签名特征，并且可以访问仅具有超导接触的设备。
2021-02-08 cond-mat.mes-hall
Detection of a Majorana-fermion zero mode by a T-shaped quantum-dot structure
通过引入Majorana零模耦合到T型量子点（QD）结构中，对电子输运进行了理论研究.研究发现，在双量子点情况下，Majorana零模的存在可以有效地消除电导谱中的反共振点，并诱导电导峰出现在相同的能量位置，其值等于$e^2/2h$ .这种反共振-共振变化将适合于检测Majorana束缚态。接下来，在多量子点的情况下，我们观察到，在零偏置限制，电导总是相同的双量子点的结果，独立于量子点数的奇偶性。我们相信这些结果有助于理解Majorana束缚态的性质。
2013-09-10 cond-mat.mes-hall
Dephasing enhanced strong Majorana zero modes in 2D and 3D higher-order topological superconductors
在拓扑阶段的1D Kitaev模型，与开放的边界条件，主机强马约拉纳零模式。这些是费米子奇偶奇算子，几乎与哈密顿算子交换，并且在边缘自由度的长相干时间中表现出来。我们获得高维对应的Majorana运营商明确计算其封闭形式的表达模型描述的2D和3D高阶超导体。由于存在这种强的Majorana零模，在这些模型中的角落Majorana运营商的无限温度自相关函数的相干时间发散的线性系统的大小。在存在某类轨道选择耗散动力学的情况下，角点Majorana算子的一半的相干时间被增强，而对应于剩余角点Majorana算子的时间相关性比酉情况衰减得更快。我们数值上证明了鲁棒性的相干时间存在的障碍。
2022-03-07 cond-mat.mes-hall
High-temperature Majorana zero modes
我们采用一般的参数和数值模拟表明，不成对的马约拉纳零模式可以发生在一个三维拓扑绝缘体，如Bi $_2$ Se $_3$之间的界面处的Abrikosov涡旋的核心，和扭曲的双层高$T_c$铜氧化物超导体，如Bi $_2$ Sr $_2$ CaCu $_2$ O $_{8+δ}$。当扭转角接近$45^{\rm o}$时，后者在接近其原生$T_c\simeq 90$ K的温度下形成完全带隙的拓扑超导体。在这些结构中的马约拉纳零模式将持续到前所未有的高温，并根据界面的质量，可能会受到比其他候选系统更大幅度的差距的保护。
2022-02-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Exponential Protection of Zero Modes in Majorana Islands
Majorana零模是凝聚态系统中的准粒子激发，已被提议作为容错量子计算机的构建模块[1]。与费米子和玻色子的通常统计相反，它们预计将表现出非阿贝尔粒子统计，从而使量子操作能够通过将孤立模式编织在彼此周围来执行。量子编织操作的拓扑保护，只要这些模式被钉扎在零能量附近，钉扎被预测为指数模式成为空间分离。根据理论建议，一些实验已经确定了邻近纳米线和原子链中的马约拉纳模式的签名，小模式分裂可能由马约拉纳的杂交来解释。在这里，我们使用库仑阻塞光谱在InAs纳米线段与外延铝，形成一个邻近诱导的超导库仑岛（马约拉纳岛），是从正常的金属铅隔离的隧道势垒，测量分裂的近零能量马约拉纳模式。我们观察到指数抑制的能量分裂增加线的长度。对于几百纳米的短器件，子带隙态能量随着磁场的变化而振荡，正如对于混合马约拉纳模式所预期的那样。导线长度每增加半微米，分裂就减少约十倍。对于长度超过1微米的器件，在强磁场中的传输通过与连续体能量隔离的零能态发生，产生均匀间隔的库仑阻塞电导峰，与通过马约拉纳模式的隐形传态一致。我们的研究结果有助于解释有限系统中平凡到拓扑的转变，并量化端模分离的拓扑保护的缩放。
2016-03-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con quant-ph
Decoherence of Majorana zero modes mediated by gapless fermions
Sapienza Università di Roma（罗马大学）
研究了由无能隙费米子介导的马约拉纳零模退相干机制，推导了Lindblad主方程并验证了非马尔可夫动力学的非局部相关性。
2026-01-20 cond-mat.mes-hall
Extended Majorana zero modes in a topological superconducting-normal T-junction
本文研究了由拓扑超导导线和正常金属区连接而成的三端约瑟夫森T结的亚带隙特性。这个系统自然主机零能量Andreev束缚态的自共轭马约拉纳性质，我们表明，他们是，在普通的马约拉纳零模式相反，在正常的金属区域的空间扩展。如果T-结尊重时间反演对称性，我们表明，零模式只分布在两个三个臂的结和调谐超导相允许转移的结臂之间的模式。我们进一步提供隧道电导计算表明，这些功能可以在实验中检测到。我们的研究结果建议一个实验平台，研究空间扩展的马约拉纳零模式的性质。
2017-02-02 cond-mat.mes-hall
Microwave detection of gliding Majorana zero modes in nanowires
该研究提出利用微波腔场探测纳米线中滑移马约拉纳零模，通过腔衰减率反映宇称与运动，实现非局域特征的无隧穿探测。
2023-10-13 cond-mat.mes-hall
Braids and phase gates through high-frequency virtual tunneling of Majorana Zero Modes
编织非阿贝尔马约拉纳任意子是将它们用于量子计算的第一步。我们提出了一个协议编织马约拉纳零模式形成在具有强自旋轨道耦合和邻近诱导超导纳米线的边缘。我们的协议使用高频虚拟隧道之间的纳米线的两端在一个三结，这导致了一个有效的低频粗粒度的动态系统，以执行编织。编织操作不受驱动器中的振幅噪声的影响，并且仅取决于驱动器之间的相对相位，该相对相位可以通过通常的锁相技术来控制。我们还展示了如何相位门，这是必要的通用量子计算，可以实现与我们的协议。
2018-05-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con quant-ph
Absence of Aharonov-Bohm effect of chiral Majorana fermion edge states
超导混合系统中的马约拉纳费米子是电荷中性的零能态。为了检测这一独特的功能，我们提出了一种干涉仪的手性马约拉纳边缘通道，形成沿超导体和拓扑绝缘体之间的界面下的外部磁场。超导体是环形的，并且具有约瑟夫森结，其允许马约拉纳状态包围连续可调谐的磁通量。零偏压微分电子电导之间的马约拉纳状态和正常的铅被发现是独立的磁通在零温度下，体现了马约拉纳功能的电荷中性零能态。相比之下，石墨烯上的相同设置没有马约拉纳状态，并显示Aharonov-Bohm效应。
2014-04-14 cond-mat.mes-hall
Zero and Nonzero Energy Majorana Modes in an Extended Kitaev Chain
University of Florida（佛罗里达大学）；King Fahd University of Petroleum and Minerals（法赫德国王石油与矿物大学）
本文研究了扩展基塔夫链中零和非零能量马约拉纳模的结构，揭示了其鲁棒性及检测优势。
2026-02-12 cond-mat.mes-hall
Majoranas with a twist: Tunable Majorana zero modes in altermagnetic heterostructures
Stony Brook University（石溪大学）；Flatiron Institute（平顿研究所）
通过旋转导线调节拓扑相，异质结构中实现可调马约拉纳零模，无需现场调节即可切换拓扑态。
2025-11-24 cond-mat.mes-hall
Bound states in the continuum and Majorana zero modes in a double quantum dot interferometer: Ghost-Fano Majorana effect
我们研究了通过由平行双量子点耦合到两个正常接触的纳米结构的输运性质。此外，每个量子点连接到拓扑超导纳米线，在其末端托管马约拉纳零模式。考虑穿过干涉仪所包围的区域的磁通量。首先，我们研究的物理量的系统采用格林函数形式主义。我们发现，束缚态的出现在拓扑超导纳米线的对称配置，即，这取决于它们的长度和与量子点的耦合能量。此外，我们发现了一个传输抑制异常的磁通量的函数在上述相同的对称配置。此外，我们还发现磁通量控制着连续介质中Majorana零模和束缚态在态密度和线性电导中的投影，这表明只有通过改变磁通量才能操纵这两种束缚态.
2023-02-27 cond-mat.mes-hall
Exact master equation and decoherence dynamics of Majorana zero modes under the gate-induced charge fluctuation
本文导出了Kitaev模型中Majorana零模退相干动力学的精确主方程，Kitaev模型是一个一维$p\,$波无自旋拓扑超导链（TSC），它受到门控电荷涨落的扰动.将Feynman-Vernon影响泛函方法推广到含有对激发的费米子开放系统，导出了精确的主方程。我们得到了TSC中零能波哥留邦的精确主方程，然后将其转化为Majorana零模的主方程。在这个精确的主方程形式主义，我们可以详细描述的非马尔可夫退相干动力学的零能量bogolibons以及局部扰动下的马约拉纳零模式。我们发现，在零温度下，存在一个零能局域束缚态，它不是原来的零能bogoliubon或原来的Majorana零模，而是考虑电荷涨落后的Majorana零模局域束缚态.正是这种零能量局域束缚态保护了Majorana零模不受退相干的影响，这是一种长时间的非马尔可夫记忆效应。然而，在有限温度的环境中，当Majorana零模受到局域扰动时，零能局域束缚态不能形成，退相干是不可避免的。
2018-03-16 cond-mat.mes-hall quant-ph
