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磁-超导混合系统中具侧特征的马约拉纳模

超导电性 2022-12-15 v2 介观与纳米尺度物理

摘要

磁-超导混合(MSH)系统是有望承载马约拉纳零模(MZMs)的平台,而 MZMs 是容错量子计算机的基本构建块。此类 MSH 结构的理论描述大多基于简化模型,未考虑真实材料的复杂性。在此,基于密度泛函理论,我们推导了一个超导 80 带模型来研究由 s 波超导体铌上的锰磁性链构成的 MSH 系统。在很宽的超导序参量取值范围内,该系统为拓扑超导体,其 MZMs 呈现非普适的空间模式,并沿磁性链两侧出现谱权重的剧烈累积。这些侧特征态可由受第一性原理结果引导的有效模型解释。在同一系统上开展扫描隧穿谱实验,我们观测到低能局域态密度中与理论发现一致的空间结构。我们的结果开启了发现拓扑超导体的第一性原理途径。

关键词

引用

@article{arxiv.2109.06894,
  title  = {Majorana modes with side features in magnet-superconductor hybrid systems},
  author = {Daniel Crawford and Eric Mascot and Makoto Shimizu and Philip Beck and Jens Wiebe and Roland Wiesendanger and Harald O. Jeschke and Dirk K. Morr and Stephan Rachel},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2109.06894},
  year   = {2022}
}

备注

8+9 pages, 4+15 figures; v2 final version, accepted for npj Quantum Materials