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物理所等发现近邻超导中具有耗散的Floquet Majorana模

发布时间:2021/3/30编辑:Ma Liang 人气:1392

  【阿仪网 实验室动态】Majorana模由于其独特的统计性质成为当前凝聚态物理研究的一大热点。在传统凝聚态体系中,Majorana模是一个零能模,这是由于在超导体中,只有零能时,体系具有粒子-空穴的对称性。实现非零能Majorana模的一种方式是考虑对体系实现周期驱动,在这种情况下,科研人员不仅可通过驱动调控出Floquet Majorana零模(FMZM),也可调控出能量不为零的Floquet Majorana pi模(FMPM),这种模的能量可以是半个驱动频率Ω(图1)。究其原因,这是因为在能量为Ω/2处,可以出现拓扑非平凡的能带反转。

  然而至今,学界对Floquet Majorana的研究仅停留在Floquet拓扑能带理论框架下的理想拓扑超导态中。对于实际系统,由于Floquet系统存在耗散以及有着不同能量的多种Floquet Majorana模,理论上没有很好的模型和方法去处理这样的系统。

  近期,中国科学院物理研究所/北京凝聚态物理国家研究中心凝聚态理论与材料计算重点实验室T06课题组研究员胡江平指导的博士生杨哲森(现为卡弗里理论科学研究所博士后)与清华大学教授刘东、博士杨清鸿合作,借助Keldysh格林函数方法,讨论了具有耗散的Floquet近邻拓扑超导的问题。通过理论计算,发现能量不为零的FMPM不稳定,外界超导的耗散可将FMPM破坏掉。如图2所示,在理想超导极限下,系统同时存在FMZM和FMPM;当外界超导的能隙慢慢变小时,研究人员看到FMPM的共振峰慢慢消失,这意味着FMPM被耗散破坏掉。为了刻画该结果及计算Floquet Majorana的准粒子寿命,研究人员进一步提出一个Floquet Majorana中毒模型,为研究具有耗散的Floquet拓扑系统提供了理论基础。

  相关研究成果发表在Phys. Rev. Lett.上。研究工作得到科学技术部重点研发计划、国家自然科学基金委、中科院的资助。

  



图1.产生Floquet Majorana的系统示意图(a)、动量空间能带(b)以及实空间FMZM/FMPM模(c)



图2.Floquet Majorana随超导能系大小的演化:(a)能带;(b)态密度分布

微信号:ayiwangapp17

(来源: 中国科学院科技产业网 )

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