【摘要】：本文對拓撲絕緣體和Bogoliubov-de Gennes(BdG)方程理論做了介紹,對拓撲超導隧道結和拓撲邊緣態(tài)做了研究。首先研究了拓撲超導隧道結,通過求解BdG公式討論了超導體/拓撲表面態(tài)/拓撲超導體的輸運性質。使用BdG方程求解了各個區(qū)域的波函數(shù),在波函數(shù)在邊界的連接條件下求得的Andreev束縛態(tài)能級。于是得到Josephson電流和超導相位差之間的關系,最大電流與隧道結長度的關系。然后研究了在垂直磁場存在的條件下,磁場大小對于隧道結電流的影響。接下來研究了一維冷原子鏈組成的系統(tǒng),通過計算發(fā)現(xiàn)當Zeeman場大小的增加在系統(tǒng)中存在拓撲絕緣體-普通絕緣體的相變,在拓撲絕緣體狀態(tài)下存在能量為零的邊緣態(tài)。在半無限長鏈模型下求解了這個邊緣態(tài),其確實存在于端點處。這種Fermi零能量模式十分穩(wěn)定具有抗干擾能力,可以進行魯棒性的量子計算。為了實現(xiàn)量子計算考慮兩種纏繞操作,分別實現(xiàn)了U =σ2、U =σ3兩種單量子邏輯門。最后通過一種φ-kink操作實現(xiàn)了另一個重要的相位門。
【學位授予單位】：南京大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2019
【分類號】：O469;O511

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本文編號：2805462