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在耦合量子点中实现最小 Kitaev 链

介观与纳米尺度物理 2023-09-22 v2 超导电性

摘要

Majorana 束缚态构成了凝聚态物理中涌现非阿贝尔激发的最简单例子之一。Kitaev 提出的玩具模型表明,此类态可出现于无自旋 pp 波超导链的两端。其实现的实际方案要求通过电子隧穿与交叉 Andreev 反射耦合链中相邻量子点。尽管这两种过程已在半导体纳米线与碳纳米管中被观测到,交叉 Andreev 相互作用既不易调控也不够强以诱导量子点态的相干杂化。在此我们展示了人工 Kitaev 链所有必要要素的同时存在:InSb 纳米线中两个自旋极化量子点通过弹性共隧穿与交叉 Andreev 反射强耦合。我们将该系统精细调节至一个甜点,此处理论预言会出现一对 Poor Man's Majorana 态。在该甜点,输运特性满足此类系统的理论预言,包括两两关联、零电荷以及对局域扰动的稳定性。尽管此处展示的简单系统可扩展以模拟具有涌现拓扑序的完整 Kitaev 链,它也可立即用于探索与非阿贝尔任意子相关的物理。

关键词

引用

@article{arxiv.2206.08045,
  title  = {Realization of a minimal Kitaev chain in coupled quantum dots},
  author = {Tom Dvir and Guanzhong Wang and Nick van Loo and Chun-Xiao Liu and Grzegorz P. Mazur and Alberto Bordin and Sebastiaan L. D. ten Haaf and Ji-Yin Wang and David van Driel and Francesco Zatelli and Xiang Li and Filip K. Malinowski and Sasa Gazibegovic and Ghada Badawy and Erik P. A. M. Bakkers and Michael Wimmer and Leo P. Kouwenhoven},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2206.08045},
  year   = {2023}
}

备注

Authors' version of the accepted manuscript