可调半导体器件中的马约拉纳费米子

由于马约拉纳费米子的非阿贝尔性质及其在拓扑量子计算中的潜在应用，其实验实现是一个重要问题。最近，Sau等人[arXiv:0907.2239]证明，利用令人惊讶的传统构建模块——耦合到s波超导体和铁磁绝缘体的半导体量子阱——可以实现支持马约拉纳费米子的拓扑超导相。在此，我们提出一种替代方案，其中拓扑超导相是通过对仅耦合到s波超导体的(110)取向半导体施加面内磁场来驱动的。该器件具有多项优势，特别是结构更简单，并且能够通过量子相变调谐到拓扑超导态，同时仍能很大程度上避免不希望的轨道效应。我们详细讨论了两种方案的实验可行性。