非中心对称超导体表面的相互作用马约拉纳模式

具有线节点的非中心对称超导体预期拥有拓扑保护的表面态零能平带，其可描述为马约拉纳模式。我们在此研究当纳入 BCS 理论之外的残余相互作用时这些模式的命运。对于一个带有 plaquette 相互作用的最小方晶格模型，我们发现形成 Clifford 代数并导致精确简并的字符串状运动积分。这些简并强烈依赖于 x 和 y 方向格点数为偶数还是奇数，并且对相互作用中的无序具有鲁棒性。我们表明，马约拉纳模型到两个解耦的自旋罗盘模型 [Kamiya 等, Phys. Rev. B 98, 161409 (2018)] 及额外旁观自由度的映射仅适用于开放边界条件。该映射显示三腿和四腿马约拉纳梯子是可积的，而更宽的系统则不可积。此外，该映射极大降低了精确对角化的计算量，我们借此获得了基态之上的能隙。我们发现，若保持一维恒定且为偶数，而将另一维趋于无穷（至少在该维为奇数时），此能隙保持开启。进而，我们将相互作用马约拉纳模型的拓扑性质与环面码模型进行比较。马约拉纳模型具有长程纠缠的基态，其在环面上以 Z_2 通量区分。基态表现出类似于环面码的字符串凝聚，但拓扑序并不鲁棒。由于继承自罗盘模型的自发对称性破缺，能谱是有能隙的，然而具有不同 Z_2 通量值的态在热力学极限下进入了基态扇区。因此，该能隙并不能保护这些通量免受弱扰动。