半导体纳米线中的马约拉纳费米子

我们研究了与s波超导体邻近耦合的多带半导体纳米线，并计算了作为化学势和磁场函数的拓扑相图。非平庸拓扑态对应于支持奇数对局域在纳米线两端的马约拉纳模式的超导相，而非拓扑态对应于没有马约拉纳模式或具有偶数对马约拉纳模式的超导相。我们的关键发现是，多带占据不仅解除了一维性的严格约束，还允许纳米线中具有更高的载流子密度。因此，多带纳米线更适于稳定拓扑超导相以及观测马约拉纳物理。我们对多带半导体纳米线的参数空间进行了详细研究，重点关注实现和探测固态系统中马约拉纳费米子所需的关键实验条件。我们考虑了各种无序源，并表征了它们对拓扑相稳定性的影响。最后，我们计算了局域态密度和微分隧穿电导作为外部参数的函数，并预言了能够确证固态系统中涌现马约拉纳零能模存在的实验特征。