课题基金 / 基金详情

新型拓扑超导材料探索和Majorana准粒子物性精密探测

批准号:
92065202
项目类别:
重大研究计划
资助金额:
350.0 万元
负责人:
张童
依托单位:
学科分类:
凝聚态物理
结题年份:
2024
批准年份:
2020
项目状态:
已结题
项目参与者:
张童

项目摘要

结项摘要

张童的其他基金

相似基金

相关文献

中文摘要
本项目所对应的重大研究计划资助方向为:“关键量子功能材料的可控制备与量子态体系的精准构筑“,主要研究目标为探索制备可用于拓扑量子计算的高质量异质结等材料,精确测量其中的Majorana零能模或其它非阿贝尔准粒子态。实现拓扑量子计算的重要途经是对Majorana零能模或准粒子态进行编织操作。虽然Majorana零能模已在若干体系中被发现,但还没实现有效的操纵。这一方面是由于材料体系自身的限制,另一方面是缺少对Majorana零能模物性的深入理解。本项目将从这两方面着手,通过原子级精度的材料构筑、原位调控等手段,寻找适合于拓扑量子计算的新型拓扑超导体系。同时利用高能量分辨的极低温STM和光电子能谱对Majorana准粒子物性进行精密探测,探索行之有效的操纵和编织的方法。
英文摘要
Manipulating and braiding the Majorana quasi-particles are critical for realizing topological quantum computation. Although Majorana zero modes have been observed in several topological superconducting systems recently, the braiding has not been achieved. This is partially due to the limitation of the materials and also the lacking of detailed knowledge of the properties of Majorana quasi-particles. In this project, we will explore new topological superconducting systems which are suitable for topological quantum computation, via high precision material construction, high-resolution experimental measurement and manipulation. We will study the physical properties of the Majorana quasi-particles through ultralow temperature STM and ARPES, and explore effective method for manipulating and braiding these quasi-particles.
本项目的研究目标是利用极低温高分辨STM、角分辨光电子能谱和分子束外延生长、原位调控等手段,与理论模型相结合,构筑和测量新型拓扑超导体和界面体系,验证Majorana 准粒子态的存在并深入理解其物性,探索可能的操纵方法。项目按研究计划顺利开展,并取得多项重要进展。例如在新型拓扑超导体构筑方面,项目组成功构筑了MnTe/Bi2Te3/Fe(Te,Se) 磁性/超导异质结,并发现Majorana零能态存在的重要迹象;构筑了Fe3GeTe2/ NbSe2异质结并实现微区ARPES测量;实现了在Si基超导V3Si与高阶拓扑材料、手性磁性材料的异质结。在Majorana 零能模的精密探测方面,项目组精确测定了(Li, Fe)OHFeSe磁通中零能模与高阶磁通态的空间分布,为区分Majorana零能模和一般磁通态提供了重要方法;项目组还精确测定了(Li,Fe)OHFeSe中杂质态的空间分布、发现其相位变化以及各向异性磁场劈裂。此外,项目组还研究了磁通态与杂质态的相互作用,揭示了磁通钉扎现象的微观机制。在实验技术发展上,项目组实现了自旋分辨STM并成功观测到自旋密度波,为精确测量Majorana零能模的自旋性质探测打下基础。项目共发表标注论文12篇,其中包括Phys. Rev. Lett. 2篇,Phys. Rev. X 1篇,Science Advances 1篇和Nat. Communi. 3篇。项目直接经费总执行率达到90.5%。
铁基超导体磁性杂质和涡旋中的马约拉纳零能模研究
  • 批准号:
    --
  • 项目类别:
    国际(地区)合作与交流项目
  • 资助金额:
    100万元
  • 批准年份:
    2019
  • 负责人:
    张童
  • 依托单位:
FeSe铁基超导薄膜的扫描隧道显微学研究
  • 批准号:
    11474062
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    100.0万元
  • 批准年份:
    2014
  • 负责人:
    张童
  • 依托单位:
拓扑近藤绝缘体的低温扫描隧道显微学研究
  • 批准号:
    11304039
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    30.0万元
  • 批准年份:
    2013
  • 负责人:
    张童
  • 依托单位:
国内基金
海外基金