邻近扩散超导体–磁性绝缘体双层结构的纳米线中的拓扑超导性

我们研究耦合到无序超导体与磁性绝缘体双层的半导体纳米线，其动机源于近期在相关架构中报告可能 Majorana 零模特征的实验。具体而言，我们采用准经典 Usadel 方程方法，在存在自旋轨道散射、磁性杂质散射以及由磁性绝缘体和附加外场共同诱导的 Zeeman 分裂的情况下，自洽地处理双层中的超导性。在此框架内，我们探索在邻近双层的纳米线中构建拓扑超导性的前景。我们发现，仅通过超导体介导的磁性绝缘体诱导 Zeeman 分裂无法诱导拓扑相，因为超导性的破坏（即 Clogston 极限）抢先于纳米线 Zeeman 能量超过诱导配对强度所需的区间。然而，该 Zeeman 分裂确实降低了进入拓扑相变所需的临界外场，其中与磁性绝缘体磁化反平行的场具有最优效果。最后，我们表明磁性杂质散射会劣化拓扑相，而如果超导体中存在自旋轨道散射，会将 Clogston 极限推至更高场，但同时增加临界外场强度。