D 类系综中零偏压电导峰的鲁棒性、量子化及端到端关联的随机矩阵理论
介观与纳米尺度物理
2022-09-16 v3
摘要
我们发展了一套普适理论,用以研究在拓扑超导体中寻找马约拉纳零模(MZM)的实验相关系统中存在的强随机淬火无序效应。利用 D 类系综中的随机矩阵理论,我们通过连接引线并在 S 矩阵框架下计算微分电导,模拟了随机量子点的输运性质。为了将长度的概念引入随机系统,使得无序马约拉纳纳米线能够通过随机矩阵理论进行模拟,我们类比超导体-半导体(SC-SM)纳米线马约拉纳平台,将单个量子点模型推广为量子点链。我们首先定义了一个新概念,即零偏压电导峰(ZBCP)的鲁棒性,其基于考虑引线自能的有效随机哈密顿量。随后,我们研究了鲁棒性与 ZBCP 的联合分布,并发现了一个强关联:鲁棒性更强的 ZBCP 也倾向于在接近 2e^2/h 处具有更大的电导峰值。这一趋势在较短链中比较长链中更为显著。这与实验上观测到的、由无序诱导的平庸安德烈夫束缚态(即所谓的丑陋 ZBCP)相关的 ZBCP 行为一致。最后,我们通过计算归一化互信息,研究了来自两条引线的无序诱导 ZBCP 的端到端关联,该互信息估计了由平庸 ZBCP 产生的关联程度。我们的工作为 SC-SM 实验中用于确定 ZBCP 性质的几个重要度量指标提供了估计,包括平庸 ZBCP 的鲁棒性、量子化以及端到端关联。因此,若要声称任何 MZM 存在的证据,必须确立所观测到的 ZBCP 具有远超我们在本工作中发现的平庸峰所存在的统计显著性。
引用
@article{arxiv.2204.12505,
title = {Random matrix theory for the robustness, quantization, and end-to-end correlation of zero-bias conductance peaks in a class D ensemble},
author = {Haining Pan and Jay Deep Sau and Sankar Das Sarma},
journal= {arXiv preprint arXiv:2204.12505},
year = {2022}
}
备注
17 pages, 8 figures