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通过耦合至 $s$-波超导体与 Majorana 零模的正常导线的电荷与自旋输运

介观与纳米尺度物理 2024-10-30 v1 超导电性

摘要

零偏压电荷电导峰 (ZBCCP) 是 Majorana 零模 (MZMs) 的重要标志。在制备 MZMs 时,通常需要 ss-波超导体的邻近效应。因此在输运实验中,系统不可避免地会与 ss-波超导体耦合。在此,我们研究 ss-波超导体的耦合如何影响 ZBCCP。结果表明,尽管零偏压下的电导仍保持 2e2/h2e^2/h 的量子化值,但由于 ss-波超导体的耦合,ZBCCP 可能会转变为零偏压谷。因此,在实验中未观察到 ZBCCP 并不意味着不存在 MZM。此外,我们还研究了自旋输运。通常会发生四种反射过程(正常反射、自旋翻转反射、正常 Andreev 反射和等自旋 Andreev 反射)。反射系数强烈依赖于入射电子的自旋方向,且它们可能呈现对称或 Fano 共振形状。但无论自旋偏置的方向和 ss-波超导体的耦合强度如何,自旋电导始终表现出高度为 e/2πe/2\pi 的零偏压峰。因此,测量自旋输运性质可能是判断 MZM 是否存在的更可靠方法。

关键词

引用

@article{arxiv.2410.21703,
  title  = {Charge and spin transport through normal lead coupled to $s$-wave superconductor and a Majorana zero mode},
  author = {Yue Mao and Qing-Feng Sun},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2410.21703},
  year   = {2024}
}

备注

8 pages, 5 figures