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磁-超导杂化系统中的高温马约拉纳费米子

超导电性 2020-05-20 v1

摘要

磁-超导杂化(MSH)结构是利用扫描隧穿方法实现、控制和操纵马约拉纳模的最有前景的平台之一。通过在常规元素超导体(如 Pb 或 Re)表面沉积磁性原子链或岛,可涌现拓扑超导相。它们具有链端局域化的马约拉纳束缚态或岛边界上色散的手性马约拉纳模。然而,由于超导引能隙极小且实验在亚开尔文温度下进行,其中一些实验尚未达到能清晰区分拓扑马约拉纳态与平庸 Shiba 态的谱分辨率。本文我们考虑具有非常规自旋单重配对(包括高温 d 波和扩展 s 波超导体)的超导衬底。我们推导了拓扑相图,计算了柱形和岛几何下的边缘态并讨论其性质。发现并讨论了若干 Zhang-Kane-Mele 型的时间反演不变拓扑超导相。此外,我们研究了一维 MSH 结构,表明实现嵌入更大二维衬底中的拓扑非平庸磁链的参数不同于纯一维情形。我们普遍发现非常规超导衬底与常规 s 波衬底一样适用于实现拓扑相。特别是,铁基磷化物和硫族化物超导体是未来高温 MSH 系统最有前景的衬底类别。

关键词

引用

@article{arxiv.2001.03863,
  title  = {High-Temperature Majorana Fermions in Magnet-Superconductor Hybrid Systems},
  author = {Daniel Crawford and Eric Mascot and Dirk K. Morr and Stephan Rachel},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2001.03863},
  year   = {2020}
}

备注

16 pages, 19 figures