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利用微波腔体区分马约拉纳束缚态与偶然零能态

介观与纳米尺度物理 2026-03-12 v2

摘要

混合纳米线的传输测量常依赖于观察零偏置电导峰作为马约拉纳束缚态(MBSs)的标志。然而,这类信号也可能由平凡的零能Andreev 束缚态(ABSs)或准马约拉纳束缚态(QMBSs)产生,导致其不可明确识别。本文提出一种基于腔体-纳米线响应性质中由parity决定的微波吸收可见性,作为 MBSs 非局�性的补充探针。我们研究了由 Rashba 自旋轨道纳米线构成的体系,包含一个proximitized 超导体段和未cover的量子点区域, capacitively 耦合到单个模微波腔体。我们证明,真正的 MBSs 仅在两端 MBSs 同时耦合到腔体时才会产生有限可见性,反映了其固有的非局域性。相比之下,ABSs 和 QMBSs 即使腔体仅局部耦合到纳米线的部分区域,也会表现出可见性极值。我们进一步表明,即使存在高斯杂乱(可能产生平凡亚gap态),这种区分仍然成立。受近期实验启发,我们还分析了双量子点体系中的“穷人马约拉纳”,解析结果确认了相同的非局域可见性准则。最后,我们讨论了通过腔体驱动方案将电子系统初始化到特定parity 状态的方法。我们的结果表明,基于腔体的可见性是一种稳健且多功能的 MBSs 探针,为在混合超导体平台上区分平凡零能态提供了明确途径。

关键词

引用

@article{arxiv.2509.13194,
  title  = {Distinguishing Majorana bound states from accidental zero-energy modes with a microwave cavity},
  author = {Sarath Prem and Olesia Dmytruk and Mircea Trif},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2509.13194},
  year   = {2026}
}