报告题目：一维纳米线系统中的马约拉纳零模

报 告 人：沈洁 博士，荷兰代尔夫特理工大学

报告时间：2017-10-26 14:00

报告地点：物理系理科楼C302

报告摘要：2012年,马约拉纳零模首次在一维纳米线与超导的复合系统中被发现。之后，基于这个一维拓扑超导系统的拓扑量子比特（Topological Qubit）如何实现一直是大家关注的重点。多种拓扑量子比特的理论方案被提出，但大部分都是基于一个或两个马约拉纳岛（Majorana Islands）——一定长度的一维拓扑超导构成的量子点，两端各有一个马约拉纳零模。当岛在超导态并且没有准粒子中毒时，通过岛的电输运只能是库珀对（非单电子），因此随着门电压调控呈现2e的周期振荡性；当加磁场使岛进入拓扑态时，由于马约拉纳零模的出现，允许单电子通过，因此震荡周期变成单电子的1e。所以，这种2e/1e的奇偶性振荡周期的转变可作为马约拉纳零模的判据。但零能态可以是由平庸的Andreev 束缚态（ABS）造成的。那么，2e/1e的转变也可以由ABS造成。研究2e/1e的转变如何随着岛和两边势垒的化学势变化，可以获得关键的区分证据。由于这种转变不受势垒高度（隧道谱实验）的限制，可在很大化学势区间探测。在我们的大范围的变化门电压（化学势）的2e/1e转变数据中，我们同时发现了局域的由平庸的 ABS 造成的振荡——这个振荡对于门电压非常敏感且很快就消失，和比较规律的只在大范围门电压有变化的转变。重要的是，后者不随势垒的化学势变化而变化，但随岛的化学势变化，与马约拉纳零模的行为相符。 结合不同样品中的可重复性，这些证据都指向2e/1e的转变是很有可能和马约拉纳零模相关的。基于纳米线系统的拓扑量子比特也正在制备和研究中。