铁基超导体中的马约拉纳零能模及其阵列构筑

作     者：李更 丁洪 汪自强 高鸿钧 Li Geng;Ding Hong;Wang Zi-Qiang;Gao Hong-Jun

作者机构：中国科学院物理研究所纳米物理与器件实验室北京100190 中国科学院大学物理科学学院北京100049 合肥国家实验室合肥230088 上海交通大学李政道研究所上海201210 波士顿学院美国马萨诸塞州02467 

出 版 物：《物理学报》 (Acta Physica Sinica)

年 卷 期：2024年第73卷第3期

页      面：1-15页

核心收录：

学科分类：080705[工学-制冷及低温工程] 07[理学] 070205[理学-凝聚态物理] 08[工学] 0807[工学-动力工程及工程热物理] 0702[理学-物理学] 

基　　金：国家重点研发计划(批准号:2019YFA0308500,2018YFA0305700) 国家自然科学基金(批准号:61888102,51991340,52072401) 科技创新2030-“量子通信与量子计算机”重大项目(批准号:2021ZD0302700) 中国科学院稳定支持基础研究领域青年团队计划(批准号:YSBR-003)资助的课题 

主　　题：铁基超导体 拓扑能带结构 马约拉纳零模 

摘      要：马约拉纳零能模服从非阿贝尔统计,其编织操作可用于构筑拓扑量子比特,是拓扑量子计算的基本单元,可从原理上解决量子计算中环境噪声带来的退相干问题.现有的马约拉纳零能模平台包括复合异质结构,如拓扑绝缘体/超导体、半导体纳米线/超导体或一维磁性原子链/超导体等,以及单一材料,如2M-WS_(2),4Hb-TaS_(2)和铁基超导体等.铁基超导体中的马约拉纳零能模具有材料平台简单、零能模纯净以及存活温度较高等一系列优势,引起了广泛关注.最近,大面积、有序和可调控的马约拉纳零能模晶格阵列在铁基超导体LiFeAs中被观测到,为未来的拓扑量子计算提供了一个理想平台.本综述首先回顾铁基超导体中马约拉纳零能模的实验观测,其中将重点介绍FeTe_(0.55)Se_(0.45),(Li_(0.84)Fe_(0.16))OHFeSe,CaKFe_(4)As_(4)和LiFeAs等材料体系.接着介绍给出铁基超导体中马约拉纳零能模关键性实验证据的一系列工作.然后进一步详细介绍近期LiFeAs中观测到有序和可调马约拉纳零能模晶格阵列的工作.最后给出总结和对未来马约拉纳领域研究的展望.