具有 Rashba 自旋-轨道耦合的多能带微结构中的马约拉纳端态

近期的一项工作 [1] 针对理想的无自旋 p+ip 超导体证明，只要：1) 样品宽度不大大超过超导相干长度，且 2) 占据了奇数个横向子能带，马约拉纳端态就可以在严格的一维极限之外实现。在此，我们将此分析推广到由具有诱导磁化和超导性的 Rashba 自旋-轨道耦合表面构造的有效 p+ip 超导体情况，并发现了许多新特征。具体而言，我们发现有限尺寸量子化允许在化学势处于诱导塞曼能隙之外时存在马约拉纳端态，而在该能隙外体材料将不具有拓扑性。这与利用半导体量子线的方案相关，然而，我们也发现如果诱导磁化过大，体能隙会显著减小。接下来我们考虑稍微不同的几何结构，并证明可以在铁磁畴的末端产生马约拉纳端态。最后，我们考虑边缘蜿蜒的情形，并令人惊讶地发现，存在明确定义的横向子能带并非形成稳健马约拉纳端态的必要条件。