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范德瓦耳斯异质结构中的一维拓扑超导

介观与纳米尺度物理 2023-04-18 v1 强关联电子 超导电性

摘要

一维(1D)拓扑超导是一种自然界中不存在的物质态。然而,它可以被实现,例如通过将超导性诱导到二维拓扑绝缘体的量子自旋霍尔边缘态中。由于拓扑超导体被提议承载Majorana零模,它们已被建议作为拓扑量子计算的平台。然而,1D拓扑超导的确凿证据仍然难以获得。在此,我们采用低温扫描隧穿显微镜,通过直接探测其超导性质(而非依赖在其边界观测Majorana零模)来展示范德瓦耳斯异质结构中的1D拓扑超导。我们将二维拓扑绝缘体单层WTe2_2置于超导体NbSe2_2上实现这一点。我们发现超导拓扑边缘态对磁场具有鲁棒性,这是其三重态配对的特征。其拓扑保护由横向自邻近效应支撑,该效应对单层边缘中的无序具有韧性。通过在范德瓦耳斯异质结构中创建这一奇异态,我们为未来实现Majorana束缚态提供了可适配的平台。最后,我们的结果更一般地展示了Abrikosov涡旋作为纳米结构超导性有效实验探针的能力。

关键词

引用

@article{arxiv.2304.08142,
  title  = {One-dimensional topological superconductivity in a van der Waals heterostructure},
  author = {Jose Martinez-Castro and Tobias Wichmann and Keda Jin and Tomas Samuely and Zhongkui Lyu and Jiaqiang Yan and Oleksander Onufriienko and Pavol Szabó and F. Stefan Tautz and Markus Ternes and Felix Lüpke},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2304.08142},
  year   = {2023}
}

备注

13 pages, 4 figures