半狄拉克系统中的角马约拉纳态

低维系统中的邻近效应超导性为在非超导体系中构建拓扑超导相提供了一条有效途径。由于存在鲁棒的零能模式——马约拉纳束缚态,这些奇异物相具有重要的基础研究价值和技术应用前景。该工作提出了一种利用二维半狄拉克系统边缘态实现马约拉纳束缚态的理论框架。这种各向异性体系在特定条件下可承载仅沿特定边缘传播的非手性边缘态,从而有效形成分离的一维通道。研究表明,该体系中拉什巴自旋轨道耦合与塞曼场的相互作用,通过与s波超导体邻近效应结合,可为边缘态之间实现有效的p波配对创造理想条件。在有限几何结构中,每条边缘可独立经历向一维拓扑超导体的相变,并在带状结构拐角处产生四个局域化的零能模式。低能情况下,边缘态子空间可用耦合的基塔耶夫链模型描述,清晰揭示了拐角马约拉纳模式的起源、鲁棒性和可调性特征。这些发现确立了半狄拉克材料作为无需依赖人工纳米结构、磁通涡旋或高阶晶体拓扑的二维马约拉纳模式天然实现平台。
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提交arXiv: 2026-04-24 13:47

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