圆柱形纳米线中马约拉纳模式的堆叠、鲁棒性与尺寸效应

我们讨论了有限量子纳米线中马约拉纳边缘模式的鲁棒性，该纳米线具有圆柱形状。纳米线被建模为一个二维圆柱壳，由具有邻近诱导超导性和内禀Rashba自旋轨道相互作用的半导体材料构成。后者由纳米线横向方向上的有效电场和磁场表征。还假设施加了一个指向任意方向的外部磁场。通过对哈密顿量进行数值对角化，我们得以研究不同实验配置下纳米线的能谱。马约拉纳模式被证明对磁场偏离圆柱纵轴的倾斜具有鲁棒性，前提是倾斜方向垂直于有效自旋轨道磁场，否则则很脆弱。另一方面，我们发现随着纳米线半径的增加，同一圆柱边缘上的马约拉纳模式数量也在增加。我们将这种现象称为“堆叠效应”，它源于马约拉纳模式波函数之间的正交性。通过这种方式，不同的马约拉纳模式在纳米线表面占据互补的位置。