全壳拓扑绝缘体纳米线中的静电环境与马约拉纳束缚态
介观与纳米尺度物理
2023-09-25 v2 超导电性
摘要
超导体（SC）与拓扑绝缘体（TI）纳米线的结合被提出作为实现马约拉纳零模（MZMs）的潜在候选。在本研究中，我们采用薛定谔-泊松形式体系以纳入纳米线内部的静电环境，并系统探索其拓扑性质。我们的计算表明，邻近 SC 会诱导能带弯曲效应，导致 TI 纳米线中电势不均匀。结果，导带内费米能级发生上移。这导致表面态与体态共存，并局域在邻近 TI-SC 界面的积累层中。当施加磁通时，这些占据态具有不同的磁通穿透面积，抑制了超导能隙。然而，该影响可通过增大纳米线半径来缓解。最后，我们证明 MZMs 可在以单磁通量子 为中心的大范围参数下实现。在此区域内，即便存在不受能带弯曲效应影响的导带，也可实现 MZMs。这些发现为在基于 TI 纳米线的器件中实际实现 MZMs 提供了有价值的见解，尤其是在存在复杂静电环境的情况下。
引用
@article{arxiv.2309.11149,
title = {Electrostatic environment and Majorana bound states in full-shell topological insulator nanowires},
author = {Li Chen and Xiao-Hong Pan and Zhan Cao and Dong E. Liu and Xin Liu},
journal= {arXiv preprint arXiv:2309.11149},
year = {2023}
}