优化邻近化磁性拓扑绝缘体纳米带以实现马约拉纳束缚态
介观与纳米尺度物理
2026-01-05 v2
摘要
由磁性拓扑绝缘体（MTI）与波超导体邻近构成的异质结构，已成为实际实现马约拉纳束缚态（MBSs）的平台。更具体地说，理论上已预言，在量子反常霍尔态下的邻近化MTI纳米带（PNRs）中可以出现MBS。与所有MBS平台一样，无序和器件缺陷可能不利于形成适用于融合和编织实验的鲁棒且空间分离良好的MBS。在此，我们确定了在PNRs中获得对无序具有鲁棒性、且具有空间分离稳定MBS的拓扑超导能隙的最佳条件，并引入了一个涵盖这些条件的品质因数。我们特别关注了磁性拓扑绝缘体（MTIs）的薄膜极限，其中表面态的杂化不可忽略，以及电子-空穴不对称性在系统低能物理中的作用。基于我们的数值结果，我们发现：(1) 在零磁化强度下为正常绝缘体（而非量子自旋霍尔绝缘体）的MTI薄膜是有利的；(2) 强的电子-空穴不对称性导致MBS的稳定性和鲁棒性在化学势高于或低于狄拉克点时差异很大；(3) 磁化强度最好应与表面态的杂化能或限制能中较大的那个相当。
引用
@article{arxiv.2505.02163,
title = {Optimizing proximitized magnetic topological insulator nanoribbons for Majorana bound states},
author = {Eduárd Zsurka and Daniele Di Miceli and Julian Legendre and Llorenç Serra and Detlev Grützmacher and Thomas L. Schmidt and Kristof Moors},
journal= {arXiv preprint arXiv:2505.02163},
year = {2026}
}