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马约拉纳费米子非局域性的研究

批准号:
11864047
项目类别:
地区科学基金项目
资助金额:
39.0 万元
负责人:
任重丹
依托单位:
学科分类:
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:
谭志云、康帅、杨小兰

项目摘要

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项目成果

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中文摘要
因为量子信息可以存储在一对空间分离的马约拉纳费米子中,马约拉纳费米子的非局域性吸引了人们广泛的研究兴趣。本项目将从理论上研究不同类型的马约拉纳费米子的非局域关联性质。主要研究内容包括:(1)利用石墨烯纳米带的谷自由度和赝宇称实现马约拉纳费米子的非局域输运;(2)探索马约拉纳费米子的非局域性对局域输运过程的影响;(3)马约拉纳费米子在不同能量范围内的非局域响应。该项目的研究将对理解三种不同类型的马约拉纳费米子的拓扑保护性以及设计非局域调控的量子拓扑器件打下一定的理论基础。
英文摘要
The inherent non-local property of Majorana Fermions in condensed matter systems has attracted substantial attention recently, because quantum information can be stored no-locally in a pair of spatially separated Majorana Fermions as needed to realize topological quantum computation. In this proposal, we will investigate the non-locally cross-correlating property of different type of Majorana Fermions. We mainly focus on (1) realization of Majorana Fermions-induced nonlocal transport by tuning the valley freedom and pseudoparity of grapheme nanoribbons; (2) the influence of non-locality of Majorana fermions on local transport processes; (3) the non-local response of Majorana Fermions at different excitation energies. The proposal is expected to shed light on understanding the topological protection of three type of Majorana Fermions and devising the quantum topological devices based on nonlocal regulation.
在拓扑超导体中,量子信息可以非局域的存储在空间分离的马约拉纳束缚态中,因为没有退相干问题,这一拓扑态是高效量子计算的未来优选载体。本项目从理论上研究了不同类型的马约拉纳束缚态的非局域关联性质:(1)研究了不同类型马约拉纳束缚态的非局域性,利用三端和两端异质结,获得不同类型马约拉纳束缚态局域输运和非局域输运性质之间的关系,发现奇偶宇称交叉点的零能马约拉纳束缚态诱导了一种非局域电子阻挡效应;(2)研究了准马约拉纳束缚态的非局域性,利用不同类型的非均匀垫垒,研究准马约拉纳束缚态的空间分布和非定域性,发现即使没有进入拓扑态,准马约拉纳束缚态也表现出很好的拓扑非定域性和量子容错性;(3)研究了马约拉纳零能态的非平衡输运问题,通过分析正常端零相位差超流和磁场的关系,可推导出超导能隙和Andreev束缚态能隙的大小,进而通过能隙反转间接揭示拓扑体相变过程;(4)研究了石墨烯线缺陷中的单参量非绝热泵浦,利用线缺陷的反演对称性破缺性对谷电子入射具有角度选择性,实现了谷自由度在实空间的有效分离;(5)研究了磁场对多晶石墨烯线缺陷的谷电子过滤机制,发现磁场下Dirac 环移动会使两个谷的隧穿系数与散射角同步移动,从而使一个谷全反射,实现完全谷极化。(6)受Nanotechnology杂志邀请,完成了一篇有类石墨烯线缺陷体系中谷输运的综述文章;(7)在本项目的资助下,完成了一篇教改论文,发表在《大学物理》上。总之,本项目的研究将加深我们对马约拉纳束缚态的非局域关联性的理解,并为设计量子拓扑器件提供一定的理论支持。
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
Measuring the nonlocality of different types of Majorana bound states in a topological superconducting wire
测量拓扑超导线中不同类型马约拉纳束缚态的非定域性
DOI: 10.1088/1361-648x/aaf149
发表时间: 2019
期刊: Journal of Physics: Condensed Matter
影响因子: --
作者: [Ren Chongdan, Wu Ya, Sun Minglei, Wang Sake, Tian Hongyu]
通讯作者: Tian Hongyu
DOI: 10.1088/1361-648x/ab8ec9
发表时间: 2020-02
期刊: Journal of physics. Condensed matter
影响因子: --
作者: [Ren C. D., Lu W. T., Zhou B. H., Li Y. F., Li D. Y., Wang S. K., Tian H. Y.]
通讯作者: Tian H. Y.
Controllable Valley Polarization Using Silicene Double Line Defects Due to Rashba Spin-Orbit Coupling
利用 Rashba 自旋轨道耦合产生的硅烯双线缺陷进行可控谷偏振
DOI: 10.1186/s11671-019-3196-3
发表时间: 2019-11
期刊: Nanoscale Research Letters
影响因子: --
作者: [Ren Chongdan, Benhu Zhou, Shaoyin Zhang, Weitao Lu, Yunfang Li, Hongyu Tian, Jing Liu]
通讯作者: Jing Liu
DOI: 10.1016/j.rinp.2021.104273
发表时间: 2021
期刊: Results in Physics
影响因子: 5.3
作者: [Hongyu Tian, Chongdan Ren]
通讯作者: Chongdan Ren
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    二维Dirac多晶结构/超导异质结非传统Andreev反射现象研究
    • 批准号:
      12264059
    • 项目类别:
      地区科学基金项目
    • 资助金额:
      32万元
    • 批准年份:
      2022
    • 负责人:
      任重丹
    • 依托单位:
    国内基金
    海外基金