混合半导体-超导体马约拉纳结构中的邻近诱导低能重整化

我们建立了一个混合超导体-半导体纳米线马约拉纳平台的最小模型，该模型完全捕获了由母超导体存在所引起的纳米线模的低能重整化效应。在此模型中，母超导体是一个主动组分，明确参与低能物理，而不仅仅是为纳米线提供邻近诱导库珀对的被动伙伴。鉴于近期实验无法仅基于裸半导体性质给出一致解释，这种对超导体和半导体平等的处理已变得必要。该一般理论涉及计算精确的半导体格林函数，其中包含由隧穿耦合超导体引起的动力学自能修正。针对单带和多带纳米线，我们推导出了拓扑超导出现的一般条件，并给出了无限长和有限长纳米线情况的详细数值结果。我们数值提供了拓扑量子相图，并获得了马约拉纳束缚态及其由于有限纳米线中波函数重叠导致的振荡能裂距行为。研究表明，重整化效应在修正纳米线低能谱方面具有定性和定量上的重要性。该理论结果与马约拉纳纳米线实验在定性上吻合良好，从而得出结论：母超导体对纳米线模的邻近诱导低能重整化在超导体-半导体混合结构中具有根本重要性。指出了该一般理论对获得真正零能拓扑马约拉纳模的意义。