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拓扑量子材料简介

常驻编辑 网络热点 2022-09-26 拓扑   量子   霍尔   超导体   物态   材料   绝缘体   超导   磁性   效应   简介
s波超导体的近邻效应可以产生手性拓扑超导体,不过目前还没有确定的实验证据。cOd拜客生活常识网


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4.2 内禀拓扑超导体cOd拜客生活常识网

内禀拓扑超导体本身具有拓扑非平庸的带隙结构。早期人们曾认为Sr2RuO4是p波超导[92],而手性p波超导的准粒子谱将具有非平庸的拓扑不变量,但目前并没有手征拓扑超导的确凿性证据[93]。在拓扑绝缘体材料被发现以后,人们发现对拓扑绝缘体材料进行掺杂也可以诱导出超导态,比如CuxBi2Se3[94]、SrxBi2Se3、TlxBi2Te3等,有可能产生拓扑超导态[95]。在铁基超导体系中通过调节pz轨道与d轨道能带交叉,可以获得拓扑非平庸的能带结构。理论预言[96,97]FeSe0.5Te0.5是拓扑超导体,ARPES测量发现在具有相近配比的FeTe0.55Se0.45单晶表面存在拓扑超导表面态,而且在Tc~14.5 K以下,费米能级附近会打开一个各向同性的s波超导能隙[98]。通过STM实验(图5(b)),人们在超导磁通涡旋的中心观察到了零偏压束缚态[99],甚至得到量子化电导[100]。在LiFeAs中也观察到类似的零偏压电导峰[101],通过调控外磁场,可以实现有序的、密度和几何形状可调的涡旋结构[102](图5(c)),这为操纵和编织马约拉纳零模态提供了一个理想的材料平台。内禀拓扑超导体材料的优势是避开了超导—半导体界面这一复杂问题,劣势是作为一个纯粹的超导(金属)材料难以调控和器件化。cOd拜客生活常识网


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目前拓扑超导体研究的最大挑战是如何确定性证明其拓扑非平庸性质。实验上观测到的零能电导峰(即使量子化附近的)往往也可以找到其他可能的解释。也许只有实现拓扑量子比特和马约拉纳零能模编织才能为拓扑超导提供决定性的证据,这也是此方向下一步研究的关键。cOd拜客生活常识网


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