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扭转双层石墨烯中的栅极定义线:从谷间相干的电子学探测到内部工程的马约拉纳模

强关联电子 2022-02-23 v2 介观与纳米尺度物理 超导电性

摘要

扭转双层石墨烯(TBG)实现了一种高度可调、强关联的系统,呈现超导电性与多种关联绝缘态。我们构建了具邻近诱导自旋轨道耦合的 TBG 栅极定义线,作为 (i) 揭示关联绝缘体性质之工具与 (ii) 基于马约拉纳的拓扑量子比特平台。特别地,我们表明浸没于“谷间相干”关联绝缘体中的栅极定义线之能带结构,继承了后者本征对称性破缺的电学可探测指纹。将该线一侧由超导 TBG 区域包围、另一侧由谷间相干关联绝缘体包围,进一步促成马约拉纳零模的形成——甚至可能依确切对称性破缺序而在零磁场下出现。我们的方案不仅引入了依赖内部生成邻近效应的高度栅极可调拓扑量子比特介质,亦可阐明 TBG 中的库珀对配对机制。

关键词

引用

@article{arxiv.2105.02891,
  title  = {Gate-defined wires in twisted bilayer graphene: from electrical detection of inter-valley coherence to internally engineered Majorana modes},
  author = {Alex Thomson and Ina Sorensen and Stevan Nadj-Perge and Jason Alicea},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2105.02891},
  year   = {2022}
}

备注

7 pages, 39 pages appendix (v2: new references and additional discussion in appendix)