棱柱核壳纳米线中的 Majorana 态

我们考虑具有导电壳层和绝缘芯层且横截面为多边形的核壳纳米线。我们研究了这种几何结构对在邻近诱导超导性和外加磁场存在下预期的 Majorana 态的影响。典型的棱柱纳米线具有六边形轮廓，但也可以获得正方形和三角形形状。低能态局域在横截面的角上，即沿棱柱边缘，并与局域在侧面上的高能态被能隙隔开。角的局域化取决于壳层几何结构的细节，即厚度、直径和角的锐度。我们利用数值方法系统地研究了棱柱壳层的低能谱，并推导了三角形、正方形和六边形几何结构下作为磁场和化学势函数的拓扑相图。强烈的角局域化增强了 Majorana 模对各种微扰（包括磁场的轨道效应）的稳定性，而较弱的局域化则有利于轨道效应并降低临界磁场。棱柱几何结构允许 Majorana 零能模伴随低能态出现，我们称之为伪 Majorana，它们在壳层厚度很小的极限下收敛为真实的 Majorana。我们以唯象方式包含了 Rashba 自旋轨道耦合，假设穿过壳层存在径向电场。