铅-铟锑杂化三端器件中的宽非局域光谱,有望实现基塔耶夫链
混合型超导-半导体(SC-SM)纳米线仍是实现拓扑超导性与马约拉纳零能模(MZMs)以构建容错拓扑量子比特的首要平台之一,特别是在人工Kitaev链快速发展的背景下。相较于广泛使用的铝基混合材料,铅(Pb)具有约1.4meV的本体超导能隙和约7.2K的临界温度,其邻近效应诱导产生的超导能隙可达铝基材料的五倍。本研究首次报道了三端铅基混合器件,并在该平台上实现了非局域微分电导谱测量。这种非局域测量技术同步解析了母体铅能隙的双能隙特征与大尺寸、高硬度且栅极可调的诱导超导能隙,其标志性特征是电子型与空穴型耗散过程之间的转换。在诱导能隙内,该团队观测到多种经历单重态-双重态转变的安德烈夫束缚态(ABS)。进一步通过栅压调控,实现了非局域电导共振符号反转的栅控操作,识别出对应量子点共振三种构型(单共振、双共振与串联共振)的迥异区间。此外,安德烈夫束缚态与量子点(QD)之间的耦合作用也可实现从弱耦合到强耦合的连续调控,验证了构建人工Kitaev链的可行性。关键突破在于:得益于异常大的诱导能隙,这种鲁棒的非局域特征可持续到约1K的温度——远超铝基器件的工作温区,从而极大拓展了可操作参数空间,凸显出铅基混合体系在实现常温人工Kitaev链及受更大拓扑能隙保护的拓扑量子器件方面的独特优势。



