无磁场半导体-超导体三明治结构中的马约拉纳模方案

我们提出了一种平面约瑟夫森结装置，用于承载马约拉纳模，其中半导体被夹在两侧的超导体之间。虽然所研究的配置与用于拓扑绝缘体的装置以及其他无外加磁场的马约拉纳模方案相关，但我们发现将超导体放置在两个表面上可以让我们用更广泛的自旋轨道耦合半导体替代拓扑绝缘体。在结中施加电场以及适当的超导相位差，可以使不同的费米面经历不同的相位差。我们发现，这些条件可以将系统驱动到D类拓扑超导体，在结的两端有一对马约拉纳模。此外，具有螺旋马约拉纳模的DIII类拓扑超导体也出现在相图的其他部分。我们在HgTe价带边缘附近使用众所周知的8带Kane模型和实际参数模拟了我们的装置，并发现相图可以实现。在整个费米面上，拓扑能隙可以保持与体超导能隙相当。