中国物理学会

　　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，这是因为在超导体中，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，我们不仅仅可以通过驱动调控出Floquet Majorana零模（FMZM），也可以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（见图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。

微信图片_20210331153423.png

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）

　　但是，到目前为止，对Floquet Majorana的研究，只是停留在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。

　　最近，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课题组胡江平研究员指导的博士生杨哲森（现卡弗里理论科学研究所博士后），与清华大学的刘东教授、杨清鸿博士合作，借助于Keldysh格林函数方法，详细讨论了具有耗散的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，外界超导的耗散可以将FMPM破坏掉。如下图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，我们可以看到FMPM的共振峰慢慢消失，这意味FMPM被耗散破坏掉。为了刻画这一结果以及计算Floquet Majorana的准粒子寿命，研究组进一步提出了一个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。

　　相关研究成果发表于Phys. Rev. Lett. 126 086801 （2021）。

微信图片_20210331153429.png

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

　　该工作得到了科技部重点研发计划（2016YFA0302400, 2017YFA0303100）、国家自然科学基金委员会（11674370, 11888101）和中国科学院（XXH13506-202, XDB33000000, XDB28000000）的资助。

　　论文链接

　　https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.126.086801

　　PRL 126, 086801 (2021).pdf

近邻超导中具有耗散的Floquet Majorana模

2021-03-24

通知公告更多 +

更多 +图片新闻