拓扑超导系统的自旋配对态的调控
结题报告
批准号:
11874221
项目类别:
面上项目
资助金额:
60.0 万元
负责人:
陶永春
依托单位:
学科分类:
A2003.凝聚态物质输运性质
结题年份:
2022
批准年份:
2018
项目状态:
已结题
项目参与者:
汪军、俞之舟、俞清云、周麟轶、黄传帅
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中文摘要
实现量子态的纠缠和探测Majorana费米子不仅是凝聚态物理的基础研究目标,也是自旋电子学领域的重要挑战,两者都取决于自旋配对态。由于拓扑系统中的拓扑量子化自旋泵浦拥有克服极端条件的特点,因此我们拟在这个项目中,首先从理论上研究借助于拓扑体系的量子化自旋泵浦效应去实现自旋全极化的量子化电子纠缠流。同时, 我们准备进一步研究复合拓扑超导系统的自旋配对态的调控和自旋冻结,探索自旋全极化的拓扑约瑟夫森效应,并实现探测Majorana费米子。本项目的完成,对实现拓扑系统中的量子态的纠缠和对Majorana费米子的探测提供一定的理论帮助作用。
英文摘要
The realization of quantum entanglement and the detection of Majorana fermions, which are both determined by the spin pairing states, are not only the most fundamental research objects in quantum physics but also the important challenges in the field of spintronics. Because the topological quantized spin-pump can overcome extreme conditions, in this proposal, we will first theoretically explore the realization of the fully spin-polarized entanglement current by virtue of the quantized spin-pump effect in topological systems. The second object in this proposal is to study the manipulation of spin pairing states and to find the spin-frozen composite topological superconducting systems, then to explore fully spin-polarized topological Josephson effect and realize the detection of Majorana fermions. Our proposal shall in principle be helpful for the realization of quantum entanglement and the detection of Majorana fermions.
量子态的纠缠和马约拉纳费米子两者都取决于自旋配对态,是当前凝聚态物理的研究热点。我们首先发展了电荷量子化泵浦规约,使得传统的双参数电荷泵实现了拓扑体系的量子化自旋泵浦效应,从而实现了自旋全极化的量子化电子纠缠流。提出了半导体-超导体异质结构中的量子化马约拉纳泵,实现了完美的量子化电子纠缠流,并把双参数绝热电荷泵扩展到双层和三层石墨烯体系以及狄拉克晶格系统中。其次,研究了复合拓扑超导系统的自旋配对态的调控,探索了自旋全极化的拓扑约瑟夫森效应,并实现了探测马约拉纳费米子。提出了基于拓扑绝缘体的非对称超导体约瑟夫森结、具有非共面磁化的铁磁绝缘体三层的约瑟夫森结以及具有非共线的两个铁磁绝缘体的约瑟夫森结,理论上通过非共线磁构型给出了可控手性马约拉纳模,揭示了完全自旋极化自旋三重态和单重态关联的共存以及相互转化,并扩展到热输运的研究中。我们认为该项目的研究成果具有原始创新性,为实现自旋全极化的量子化电子纠缠流、不同的库伯对自旋配对态之间的调制、库伯对自旋全极化拓扑约瑟夫森超电流以及探测马约拉纳费米子,提供了新思路。
期刊论文列表
专著列表
科研奖励列表
会议论文列表
专利列表
Quantized Majorana pump in semiconductor-superconductor heterostructures
半导体-超导异质结构中的量子马约拉纳泵浦
DOI:10.1103/physrevb.103.195407
发表时间:2021-05
期刊:Phys. Rev. B
影响因子:--
作者:Hui Tan;Peihao Fu;Yanru Chen;Junfeng Liu;Jun Wang;Zhongshui Ma
通讯作者:Zhongshui Ma
Identifying the graphene p-wave superconducting symmetry by conductance and shot noise oscillations
通过电导和散粒噪声振荡识别石墨烯 p 波超导对称性
DOI:10.1016/j.physleta.2020.126502
发表时间:2020-07
期刊:Phys. Lett. A
影响因子:--
作者:Chuanshuai Huang;Jiayin Song;Yongchun Tao
通讯作者:Yongchun Tao
Spin-orbit coupling assisted magnetoanisotropic Josephson effect in ferromagnetic graphene Josephson junctions
铁磁石墨烯约瑟夫森结中的自旋轨道耦合辅助磁各向异性约瑟夫森效应
DOI:10.1103/physrevb.103.035418
发表时间:2021-01
期刊:Phys. Rev. B
影响因子:--
作者:Chuanshuai Huang;Yajun Wei;Yongchun Tao;Jun Wang
通讯作者:Jun Wang
DOI:10.1088/1367-2630/ab69b6
发表时间:2020-01
期刊:New Journal of Physics
影响因子:3.3
作者:Mei-Juan Wang;Jun Wang;Junfeng Liu
通讯作者:Mei-Juan Wang;Jun Wang;Junfeng Liu
Anomalous zero bias conductance peaks in a graphene-based ferromagnet/insulator/p-wave superconductor hybrid structure
石墨烯基铁磁体/绝缘体/p波超导体混合结构中的异常零偏置电导峰值
DOI:10.1016/j.spmi.2019.106201
发表时间:2019-09
期刊:Superlattice. Microst.
影响因子:--
作者:Chuanshuai Huang;Yang Yang;Yongchun Tao
通讯作者:Yongchun Tao
Floquet超导系统拓扑相的调控
  • 批准号:
    --
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    55万元
  • 批准年份:
    2022
  • 负责人:
    陶永春
  • 依托单位:
基于第一性原理计算的磁性半导体隧道结的自旋极化输运研究
  • 批准号:
    10947005
  • 项目类别:
    专项基金项目
  • 资助金额:
    14.0万元
  • 批准年份:
    2009
  • 负责人:
    陶永春
  • 依托单位:
国内基金
海外基金