超导拓扑绝缘体边缘磁链上增强的马约拉纳束缚态
介观与纳米尺度物理
2020-12-01 v2
摘要
凝聚态系统中形成马约拉纳束缚态(MBSs)的最具前景的机制涉及与超导材料邻近的一维系统(如半导体纳米线、磁链和量子自旋霍尔绝缘体(QSHI)边缘)。在这些选项之间的选择涉及若干因素之间的权衡,如结果的可重复性、系统的可调谐性以及所得 MBS 的鲁棒性。本文提出,其中两种系统的组合——即沉积在接触超导表面的 QSHI 边缘上的磁链——相比沉积在块体上的磁链,提供了更好的可调谐性与 MBS 鲁棒性选择。我们研究 QSHI 边缘如何与磁链相互作用,并观察拓扑相如何受边缘邻近性影响。我们表明,边缘附近的 MBS 可比块体内的 MBS 在更低的化学势和塞曼场下实现,且与链的磁序(铁磁或螺旋序)无关。链中不同的磁序改变了整体相图,甚至抑制了位于 QSHI 边缘的链在块体中发现的无限拓扑相。此外,我们通过计算不同构型下的马约拉纳极化(MP)来量化 MBS 的“质量”。对于位于边缘的链,较短的链其 MP 已接近最大值。对于远离边缘的链,需要更长的链才能达到与边缘处链相同的质量。MP 还与带隙内态同相振荡,这相对出乎意料,因为能谱中的峰对应于 MBS 的更强重叠。
引用
@article{arxiv.2007.02793,
title = {Enhanced Majorana bound states in magnetic chains on superconducting topological insulator edges},
author = {Raphael L. R. C. Teixeira and Dushko Kuzmanovski and Annica M. Black-Schaffer and Luis G. G. V. Dias da Silva},
journal= {arXiv preprint arXiv:2007.02793},
year = {2020}
}
备注
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