量子点阵列中马约拉纳束缚态的调控与探测

我们研究了一维超导量子点阵列的低能物理，该阵列通过将半导体纳米线与由狭窄裸露区域隔开的多个超导岛邻近耦合实现。量子点与裸露区域内的有效静电势可利用电势栅极进行控制。基于有效紧束缚模型进行详细的数值计算，我们发现由部分重叠的马约拉纳束缚态组成的多个低能亚隙态通常在裸露区域附近出现。显式的微分电导计算表明，稳健的零偏压电导峰与局域于整个系统中的此类态的存在并不矛盾，因此观测到这样的峰并不能证明实现了良好分离的马约拉纳零模。然而，我们发现，在裸露区域中创建有效势阱可俘获邻近的部分重叠马约拉纳束缚态对，这些态变得分离更小并获得有限能隙，从而保护局域于系统两端的马约拉纳零模对。这种行为在显著的参数范围内持续存在，表明邻近耦合量子点阵列可提供一个高度可控的马约拉纳器件平台。