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拓扑量子霍尔混合器件

批准号:
12074392
项目类别:
面上项目
资助金额:
62.0 万元
负责人:
Panagiotis Kotetes
学科分类:
凝聚态物质力热光电性质
结题年份:
2024
批准年份:
2020
项目状态:
已结题
项目参与者:
Panagiotis Kotetes

项目摘要

结项摘要

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中文摘要
本项目提案基于最近取得开创性进展的量子霍尔绝 缘体和超导体混合器件实验(Finkelstein's group Science 2016 & He et al., Science 2017)。主要目标是对许多目前尚未完全理解和解决的实验发现给出更加深刻的理论理解。这其中包括:(i)确定其中的Andreev机制(ii)研究石墨烯量子霍尔混合器件系统中存在Majorana&斐波纳契任意子的可能性,(iii)研究Lian等人的提议的 (PNAS 2018)。利用手性Andreev & Majorana边缘模来进行量子计算。(iv)设计新的量子霍尔器件方案。最后一个方向也会考虑最近Jarillo-Herrero的小组(Nature 2018)发现的双层魔角石墨烯(tBG)的优秀性质。于其演生出了平坦的 能带的性质,tBG表现出内禀的强耦合超导电性。因此,我计划研究仅基于tBG的器件。
英文摘要
This project proposal is motivated by recent groundbreaking experiments in hybrid devices of quantum Hall insulators and superconductors (Finkelstein's group Science 2016 & He et al., Science 2017). The main goal is to provide a deeper theoretical understanding of many experimental discoveries that have not yet been fully understood or resolved. This includes: (i) identifying the Andreev mechanism (ii) studying the possibility of Majorana & Fibonacci anyons in graphene quantum Hall hybrid devices, (iii) studying the proposal of Lian et al. (PNAS 2018) and employ it for quantum computing using chiral Andreev & Majorana edge modes, (iv) designing new quantum Hall device schemes. The last direction will also consider the excellent properties of magic angle twisted bilayer graphene (tBG) discovered recently by the Jarillo-Herrero group (Nature 2018). Because of its flat energy band, tBG exhibits intrinsic strong coupling superconductivity. Therefore, I plan to study devices solely based on tBG.
在这个为期四年的项目中,我们在各个方向上取得了重要而原创性的成果。最重要的是,我们对最初的研究计划进行了适当的调整,以使我们的研究与不断变化的实验条件保持同步。这使我们能够专注于感兴趣的系统中最及时的方面。我们的第一组重要结果涉及在不依赖边界模的情况下诊断非平凡拓扑的标记的提出。其次,我们研究了Chern绝缘体和具有邻近诱导常规超导性的量子霍尔系统的拓扑性质。在这些系统中,我们通过设计合成自旋轨道耦合或考虑库仑相互作用的影响,揭示了诱导拓扑超导的新机制。我们提出了一种使用双轨平台的新的Majorana编织协议。另一个研究方向涉及石墨烯-超导体混合系统中超流体刚度的研究。通过开发超流体响应的绝热方法,我们揭示了超导石墨烯中超流体刚度量子化的拓扑起源,并将其扩展到多层石墨烯系统。最后,我们提出了一种新的基于机器学习的实验方法,该方法使用超流体刚度数据作为输入来识别超导拓扑半金属。
Next Generation Majorana Nanowire Hybrids
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