受扰涡旋晶格与成核拓扑相的稳定性

我们研究了当相互作用的非阿贝尔任意子形成规则阵列时可能出现的成核拓扑相的稳定性。研究在 Kitaev 蜂窝模型背景下进行，考虑了 Majorana 模式束缚涡旋晶格存在下的三种不同类型的微扰：涡旋的空间各向异性、涡旋晶格的二聚化以及局部随机无序。虽然所有成核相对于每种类型的弱微扰都是稳定的，但发现强微扰会导致截然不同的行为。涡旋的各向异性稳定了类似强配对相，而二聚化可以恢复底层的非阿贝尔相。另一方面，局部随机无序可以将所有成核相驱动到无隙热金属态。我们表明，所有这些不同的行为都可以通过 Majorana 模式的有效交错紧束缚模型来捕捉。通过研究涡旋之间的成对相互作用，即 Majorana 模式在涡旋核心之间隧穿的振幅，可以预测相变的位置和所得状态的性质。我们还发现，由于 Majorana 隧穿振幅的振荡，Majorana 模式晶格可能表现出类似 Peierls 的不稳定性，其中二聚化构型优于均匀晶格。由于成核相的性质仅取决于 Majorana 隧穿，我们的结果也适用于其他支持局域化 Majorana 模式阵列的系统，例如 p 波超导体中的 Abrikosov 晶格、Moore-Read 分数量子霍尔态中的 Wigner 晶体或拓扑纳米线阵列。