叉指超导-铁磁器件中马约拉纳费米子的电学操控

我们证明了，在邻近叉指超导-铁磁结构的二维电子气（2DEG）中可以形成支持马约拉纳费米子的拓扑相。该设置的优越性在于，2DEG 可以从单一界面诱导出所需的塞曼劈裂和超导性，从而允许人们利用包括体相 InAs 表面态在内的广泛 2DEG。我们论证了，当叉指间距 $\lambda$ 小于费米波长 $\lambda_F$ 的一半时，该叉指器件支持稳健的拓扑相。在此区域内，尽管存在叉指结构，电子实际上感受到的是“平滑化”的塞曼劈裂和配对场。即使在相反的极限 $\lambda > \lambda_F/2$ 下，拓扑相依然存在，尽管其体相能隙会减小。我们描述了如何在此设置中用电学方法产生涡旋以捕获马约拉纳模式，并预测了反常夫琅禾费图样，该图样为手性马约拉纳边缘态提供了清晰的特征。