耦合有Majorana束缚态的并联介观电路的输运特性

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近年来,由于Majorana费米子具有非阿贝尔统计的独特性质并且可以应用于拓扑量子信息运算,很多课题组已经对Majorana费米子与超导体异质结的输运性质进行探究,发现在Majorana费米子的边缘态产生的交叉Andreev反射处于受抑制状态等现象。同时在实验中,通过在半导体量子线或s-波超导体中施加磁场,在其两端可以得到Majorana束缚态,该束缚态与电子自旋—一轨道耦合作用、超导电性、Fano效应等有密切联系,因此探究Majorana束缚态在介观体系的运输特性变得更加重要。本文中,我们以非平衡格林函数法和散射矩阵法为基础,首先从理论上研究了 Majorana束缚态耦合到一个多量子点体系的电子运输性质,其中一维量子点链的终端点被置于Aharonov-Bohm(AB)干涉仪的两臂中。没引入Majorana束缚态的情况下,我们知道在奇数(偶数)点的结构中,它的所有偶数(奇数)分子态具有与引线退耦合的机会,该过程中,发生了与不具有末端点的子分子的奇数(偶数)数量的特征能量一致的反谐振。当引入Majorana零模式横向耦合到终端点时,反共振和退耦合现象仍然共存于量子传输过程中。接下来,我们进一步设计了三个Majorana-Fano干涉器来研究Majorana束缚态在介观电路中的输运性质。计算出这三个干涉器的交叉Andreev反射和局域Andreev反射电导表达式并进行了相应的数值计算。在研究局域磁通对输运性质的影响时,我们发现在低能激发态下,每种模型受Majorana束缚态驱动的交叉Andreev反射发生量子干涉相长,局域Andreev反射会被抑制发生量子干涉相消。我们发现每个电导谱也存在一些其他独特的性质,主要是体现在零偏压处的电导值。此外,我们通过调控Majorana束缚态之间的耦合强度和Majorana束缚态与电极之间的耦合强度分析Fano因子,发现该过程可以有效的调节体系的Andreev反射行为。至此,我们的探究目的基本实现,对于包含Majorana束缚态的AB环形体系,这样的结果有助于进一步认识Majorana束缚态对并联介观电路的电子传输性质的影响,为拓扑量子计算奠定新的基础。
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