1937年,意大利理論物理學家Ettore Majorana預言了自旋為1/2的中性費米子,其反粒子是它本身,并認為是一種基本粒子。之后人們把這種神奇的粒子稱為馬約拉納費米子,并猜測構成物質(zhì)世界的基本粒子中的中微子有可能是馬約拉納費米子,但目前尚未得到實驗上的證實。馬約拉納費米子不帶電荷,理論上認為馬約拉納費米子是由粒子及其反粒子構成。近年來,理論研究表明在凝聚態(tài)物質(zhì)中也可能存在遵守馬約拉納性質(zhì)的準粒子,被稱為“固體宇宙”中的馬約拉納費米子。被束縛的馬約拉納費米子具有奇特的非阿貝爾統(tǒng)計,也被稱作馬約拉納任意子,其可以用來構造拓撲量子比特,應用于自容錯的量子計算機。眾所周知,量子計算機相較于傳統(tǒng)計算機具有更快的運行速度與更大的計算量。然而,制約量子計算機發(fā)展的一個重要因素就是傳統(tǒng)的量子比特特別容易受到外界環(huán)境的干擾而發(fā)生退相干,從而導致計算的失敗;而基于馬約拉納任意子的拓撲量子計算機對于環(huán)境的這種局部擾動有很強的抗干擾能力,自身帶有高容錯的秉性。因此,在材料中發(fā)現(xiàn)馬約拉納任意子對構建高度穩(wěn)定的量子計算機具有重要意義。在凝聚態(tài)物質(zhì)中人們在多種系統(tǒng)中嘗試發(fā)現(xiàn)馬約拉納費米子,但是具有非常大的難... 

【文章來源】：中國科學院大學(中國科學院物理研究所)北京市

【文章頁數(shù)】：121 頁

【學位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 拓撲超導體和馬約拉納費米子
        1.1.1 拓撲絕緣體簡介
        1.1.2 超導體簡介
        1.1.3 拓撲超導體與馬約拉納費米子簡介
    1.2 石墨烯納米帶
        1.2.1 石墨烯
        1.2.2 石墨烯納米帶及其邊界態(tài)
    1.3 二維納米材料中的疇界
        1.3.1 石墨烯中的疇界簡介
        1.3.2 單層二硫化鉬中的疇界簡介
    1.4 極低溫強磁場掃描隧道顯微鏡系統(tǒng)
        1.4.1 掃描隧道顯微鏡的工作原理
        1.4.2 掃描隧道顯微鏡/MBE超高真空聯(lián)合系統(tǒng)
第二章 鐵基超導體中的馬約拉納束縛態(tài)
    2.1 研究背景
    2.2 FeTeSe樣品的初步表征
    2.3 馬約拉納束縛態(tài)的發(fā)現(xiàn)
    2.4 馬約拉納束縛態(tài)的磁場溫度依賴關系
    2.5 馬約拉納束縛態(tài)的起源
    2.6 本章小結
第三章 單層二硫化鉬中的疇界研究
    3.1 背景介紹
    3.2 石墨表面單層二硫化鉬的制備與表征
    3.3 單層二硫化鉬不同類型的疇界的研究
    3.4 本章小結
第四章 鋸齒型石墨烯納米帶的疊層結構
    4.1 研究背景
    4.2 鋸齒型石墨烯納米帶疊層結構的制備
    4.3 鋸齒型石墨烯納米帶疊層結構的邊界態(tài)
    4.4 本章小結
第五章 總結與展望
參考文獻
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簡歷
致謝



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