多探针 Majorana 纳米线中的准粒子能隙

我们从理论上研究了一条具有自旋轨道耦合、由超导体邻近效应作用的纳米线,在外部施加的塞曼场(“Majorana 纳米线”)下,当塞曼自旋分裂足够大使系统进入拓扑相时,零能 Majorana 束缚态局域于纳米线两端。当前工作所关注的具体物理是沿纳米线长度方向附着若干隧穿探针所产生的影响。原则上,这类隧穿探针应允许人们观测到与拓扑量子相变相关的理论体超导能隙闭合与开启,以及作为零偏压电导峰出现的纳米线端 Majorana 束缚态,具体取决于隧穿谱测量所使用的探针。由于隧穿探针可能具有侵入性,在纳米线中产生局域势涨落,我们发现物理情形相当复杂。特别是,取决于探针处隧穿势垒的运作细节,Majorana 纳米线可能显现额外的低能 Andreev 束缚态,其将展现自身的近零偏压峰,使多探针 Majorana 纳米线中隧穿数据的解读复杂化。我们使用两个互补的微观模型来模拟探针,发现隧穿电导谱相当敏感地依赖于探针处隧穿势垒的细节。我们将一般分析应用于模拟最近的一项多探针纳米线实验,并就很可能控制实验观测的准粒子能隙的性质进行评论。