$T$ 形半导体纳米结构中的 Majorana 费米子

我们研究了在 s 波超导体近邻效应下，具有 Rashba 自旋 - 轨道耦合和磁场的$T$形半导体纳米结构中的 Majorana 费米子。研究发现，该系统末端的低能模式（包括 Majorana 模式和近零能模式）的性质与 Majorana 纳米线中的相似。然而，与纳米线截然不同，当每端低能模式数$N$为奇数时，一个 Majorana 模式出现在$T$形结构的交叉点处；而当$N$为偶数时，交叉点处既不出现 Majorana 模式也不出现近零能模式。我们还发现，交叉点处的 Majorana 模式在两端均连接正常引线的上述$T$形纳米结构的输运中起着重要作用。由于交叉点模式的存在，在长臂极限下，零偏压电导偏离理想值$Ne^2/h$的现象在$N$为奇数的区域比$N$为偶数的区域更为显著。此外，当磁场从$N$为奇数的区域增加到$N+1$为偶数的区域时，偏离理想值的程度趋于减小。这种行为也与纳米线中的情况截然不同，在纳米线中，偏离程度总是随着磁场的增加而增加。