利用扫描隧道显微镜探测与分辨马约拉纳零模

利用非阿贝尔任意子创造拓扑保护量子比特的目标，目前是量子凝聚态物理中最令人兴奋的研究领域之一。马约拉纳零模（MZM）作为一种非阿贝尔任意子，被预言在一维拓扑超导体两端作为局域零能态出现，已成为这些研究工作的焦点。在多种材料平台上寻找这些新奇准粒子的实验特征的过程中，扫描隧道显微镜（STM）发挥了关键作用。高分辨率 STM 技术的威力或许在其应用于识别超导体表面一维磁性原子链中的 MZM 时得到了最佳体现。在该体系中，STM 谱学映射已证明此类链两端 MZM 零能激发的局域性质，而利用超导与磁性 STM 针尖的实验则将其与平庸边缘模唯一区分开来。除原子链外，STM 还在二维材料以及拓扑表面与边界态受超导邻近效应作用时，揭示了 MZM 的特征。展望未来，未来的 STM 实验可通过探索证明非阿贝尔统计的途径，推进我们对 MZM 及其创造拓扑量子比特潜力的理解。