扩展拓扑 Josephson 结中束缚于涡旋的多重零模的出现
介观与纳米尺度物理
2026-01-27 v2
摘要
我们研究了在三维拓扑绝缘体表面形成的平面 Josephson 结（Fu-Kane 方案），并考察了实验相关的参数区间，其中涌现的一维 Majorana 模式的有效速度趋近于零。我们表明，在这种情况下，常用的 Fu-Kane 有效理论会失效。随着化学势或结宽等参数的调节，有效速度消失的实例标志着在零能量和有限动量处出现额外的“Dirac 锥”。如果该结受到外部磁场作用，Josephson 涡旋除了拓扑 Majorana 模式外，还可能束缚若干零模。这些额外的零模是“对称性保护”的，可以通过破坏镜像对称性（在现实场景中这是预期会发生的）以及面内磁化（或 Zeeman 场）来消除。我们指出，由此产生的额外低能 Andreev 态可能对 Josephson 电流或微波吸收谱等测量量产生显著贡献。
引用
@article{arxiv.2601.14808,
title = {Emergence of multiple zero modes bound to vortices in extended topological Josephson junctions},
author = {Adrian Reich and Kiryl Piasotski and Eytan Grosfeld and Alexander Shnirman},
journal= {arXiv preprint arXiv:2601.14808},
year = {2026}
}
备注
13 pages, 8 figures