拓撲絕緣體與超導體耦合體系中交叉Andreev反射研究

《拓撲絕緣體與超導體耦合體系中交叉Andreev反射研究》是依託河北師範大學，由張迎濤擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：拓撲絕緣體與超導體耦合體系中交叉Andreev反射研究
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：張迎濤
• 依託單位：河北師範大學

項目摘要

本課題擬採用平均場近似下的Bogoliubov -de Gennes 方程結合非平衡格林函式理論、Landauer-Büttiker 公式，對拓撲絕緣體-超導體-拓撲絕緣體異質結中交叉Andreev反射進行研究，主要研究內容包括 ：（1）研究拓撲絕緣體-超導體-拓撲絕緣體異質結的量子調控，重點研究自旋軌道耦合效應、磁性雜質、非磁性雜質、退相干、磁場和電勢場等效應對交叉Andreev反射的影響；（2）研汽櫻牛究兩連線埠以及多連線埠的拓撲絕緣體-超導體-拓撲絕緣體異質結量子輸運性質，設計高效率的庫柏對分離器；（3）研究拓撲絕緣體-超導體-拓撲絕緣體異質結界面處產生零模Majorana 費米子的條件與規員葛道律，探索這些Majorana 費米子在量子計算中的可能套用。本課題的完成將增進人們對交叉Andreev反射性質的理解，同時提高庫柏對分離器的效率，為實現庫柏對分離的量子信息技術提供理論基礎。

結題摘要

本課題採用非平衡格林函式理論享循付厚和Landauer-Büttiker公式，對量子反常霍爾絕緣體-超導體異質結中交叉 Andreev 反射過程進行研究。主要得到了如下結論：（1）我們在量子反常霍爾絕緣體近鄰耦合超導體的系統中提出了電想您子在空間上分離，但是依然保持彼此糾纏的庫珀對分離器。由於受拓撲保護的手征性的邊緣態的存在，這種高效率的庫珀對分離器對無序具有相當強的抗性，並且在寬廣地可調節的參數空間內都可工作;(2) 採用平均場近似下的Bogoliubov -de Gennes方程結合非平衡格林函式理論、Landauer-Büttiker公式，我們研究了頂柵操控的量子反常霍爾絕緣體與超導結耦合體系中量子隧穿和Andreev反射過程。當超導體為陳數 的相時，我們得到了係數為1的完美的交叉Andreev反射過程，而與之相對的想擔紙其他散射過程：電子隧穿、電子寒紙探盛反射和局域的Andreev反射過程都會被抑制；（3） 我們通過在量子反常霍爾絕緣體緊鄰耦合超導體的異質結中考慮使用掃描隧道顯微鏡探針來調控Majorana費米子的相位。當超導體的化學勢變化時，手征性的手征性態的相位只能是0和 ，對應電子的隧穿和完美的Andreev反射過程。隨著交叉Andreev反射過程發生夜槓樂,超導體中的庫珀對可以完美的分離到兩個終端，導致了一個明顯的量子化的電阻，這個發現為調製Majorana邊緣態提供了一個可行的手段。