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多 Majorana 三端 Josephson 结中的节点 Andreev 谱

超导电性 2020-05-11 v1 介观与纳米尺度物理

摘要

我们研究了由一维拓扑超导体(TSC)构成的三端 Josephson 结的 Andreev 束缚态(ABS)谱,这些超导体容纳受手征对称性保护的多重零能边缘 Majorana 束缚态(MBS)。我们的理论分析依赖于描述三个界面 TSC 的 Bogoliubov-de Gennes(BdG)哈密顿量的精确数值对角化,并辅以仅基于引线接触前出现的界面 MBS 耦合的有效低能描述。考虑由两个独立超导相位差张成的二维合成空间,我们证明了 ABS 谱可能包含点节点或线节点,并确定了分类它们的 Z2\mathbb{Z}_2 拓扑不变量。我们表明所得节点类型取决于预先存在的界面 MBS 数目,当两个 TSC 容纳不等数量的 MBS 时必然出现节点线。具体而言,界面 MBS 的精确数目决定了谱在相位差 2π2\pi 滑动下的周期性,并因此也控制了合成空间中节点线的形状。当手征对称性保持时,这些线为开放线并与合成空间的高对称线重合;而当其被破坏时,这些线也可转变为环和链。节点谱由于 BdG 哈密顿量固有的粒子-空穴对称性而稳健,并产生我们已辨识出的独特实验特征。

关键词

引用

@article{arxiv.2003.13596,
  title  = {Nodal Andreev Spectra in Multi-Majorana Three-Terminal Josephson Junctions},
  author = {Keimei Sakurai and Maria Teresa Mercaldo and Shingo Kobayashi and Ai Yamakage and Satoshi Ikegaya and Tetsuro Habe and Panagiotis Kotetes and Mario Cuoco and Yasuhiro Asano},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2003.13596},
  year   = {2020}
}

备注

21 pages, 9 figures