石墨烯纳米带中的马约拉纳模式：极化、波函数、无序性与安德烈夫态
介观与纳米尺度物理
2025-12-01 v1
摘要
拓扑保护的马约拉纳零模(MZM)因其在容错量子计算(TQC)中的潜在应用而引发强烈关注。石墨烯纳米带具有可调节边缘终止方式且与平面器件架构兼容，为半导体纳米线提供了有前景的替代方案。本文对有限石墨烯条带（包括手纹、纹理和接近正方形几何形状），其被s波超导体偶合并受罗挪亚自旋轨道耦合、泡克场和无序性影响进行系统性理论研究。通过对博克洛夫-德琴斯紧密耦合哈密顿量进行精确对角化，我们分析马约拉纳极化、低能谱和实空间波函数，以识别支持MZM的非平凡拓扑相，并与部分分离的安德烈夫结合态(psABS)或准马约拉纳态区分开来。我们系统性地描绘了这些模式在不同几何形状和无序 regimes 下的鲁棒性，发现手纹条带搭配短纹理边缘提供了最稳定的平台。我们的结果统一了极化诊断与空间波函数分析以及无序效应，为石墨烯基拓扑超导体的具体设计准则。
引用
@article{arxiv.2511.22713,
title = {Majorana modes in graphene strips: polarization, wavefunctions, disorder, and Andreev states},
author = {Shubhanshu Karoliya and Sumanta Tewari and Gargee Sharma},
journal= {arXiv preprint arXiv:2511.22713},
year = {2025}
}
备注
15 pages + references, 12 figures