空间调制平面约瑟夫森结中增强的拓扑超导性

我们提出了一种半导体-超导体杂化器件，用于实现拓扑超导性与马约拉纳零模，该器件由结宽周期性调制的平面约瑟夫森结结构组成。通过对描述该杂化结构低能物理的有效模型进行数值分析，我们证明结宽的调制导致拓扑能隙的显著增强，从而增强了拓扑超导相及其相关马约拉纳零模的鲁棒性。这种增强源于由调制结构诱导的有效周期势所产生的、具有强重整化有效参数（包括更强的自旋轨道耦合）的子能带的形成。除了更大的拓扑能隙外，所提出的器件支持覆盖参数空间相当大一部分的拓扑超导相，包括低塞曼场区域，且在结两端无超导相位差的情况下亦然。此外，通过使用例如顶栅调节结区电势，可方便地进入该器件的最佳工作区间。