自旋轨道耦合半导体-超导体异质结构中马约拉纳模与迷你能隙的鲁棒性

我们通过数值求解由 \textit{s} 波超导体、自旋轨道耦合半导体薄膜和磁性绝缘体组成的异质结构中的 Bogoliubov-deGennes 方程，研究了涡旋中马约拉纳零能模与准粒子激发迷你能隙的鲁棒性。该异质结构最近被提出作为观测非阿贝尔统计和进行拓扑量子计算的平台。我们表征了马约拉纳零能态和迷你能隙对各种物理参数（塞曼场、化学势、自旋轨道耦合强度）的依赖关系。我们发现迷你能隙强烈依赖于自旋轨道耦合强度。在某些参数区域，迷你能隙与 \textit{s} 波超导配对能隙 $\Delta_{s}$ 成线性正比，这与常规 \textit{s} 波或 \textit{p} 波超导体中的 $\Delta_{s}^{2}$ 依赖关系非常不同。我们表征了边界处的零能手征边缘态，并计算了涡旋芯区的 STM 信号，显示出显著的零能峰。我们证明了马约拉纳零能态在存在各种类型杂质时仍具有鲁棒性。我们发现杂质势的存在可能会增加迷你能隙，从而有利于拓扑量子计算。