【摘要】：Majorana費米子的反粒子就是其本身,因其特殊的性質在拓撲量子計算機方面具有巨大的應用前景。為此人們在理論和實驗的研究上付出巨大的努力來尋找Majorana費米子。雖然目前人們還沒有發(fā)現(xiàn)任何基本粒子屬于Majorana費米子,但是近年來人們在凝聚態(tài)系統(tǒng)中發(fā)現(xiàn)了能夠衍生出Majorana費米子的證據。在理論上講,能衍生出Majorana費米子的p波系統(tǒng)包括ipp?超導體,拓撲絕緣體——s波超導體異質結構和半導體——s波超導體異質結構,冷原子系統(tǒng)等。本論文的主要工作是在庫侖勢雜質誘導的拓撲超導體中數值研究Majorana費米子的性質。通過建立理論模型,構造哈密頓量,根據BDG方程求解得到所需數據進行分析總結。具體工作如下:1:拓撲超導體:通過建立一個簡單的拓撲超導體理論模型來說明拓撲超導體的性質;2:拓撲超導體中的Majorana費米子:在上一章建立的拓撲超導體理論模型的基礎上來分析拓撲超導體中Majorana費米子的性質;3:拓撲超導體的雜質效應:通過介紹在實驗和理論上已經取得的研究成果,并結合本文所做工作進行分析;4:在庫侖勢誘導的拓撲超導體中數值研究Majorana費米子的性質。研究結果表明:在準一維系統(tǒng)中,一對Majorana費米子束縛在電荷雜質兩邊,相互分離;在二維的正方形格子中,帶電雜質誘導的Majorana費米子類似于渦旋誘導的Majorana費米子,其中的一個Majorana費米子束縛在雜質周圍,另一個Majorana費米子出現(xiàn)在邊界。此外,對相應的局域態(tài)密度的探討,也表明Majorana費米子狀態(tài)的存在可以通過實驗來測試。
【學位授予單位】：南京航空航天大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：O511.3
【圖文】：

了人們巨大注意。介紹拓撲超導體的相關內容和知識，同時通過建立一個簡單模型23Se拓撲超導體比較關注對拓撲超導體的研究，尤其是在 Tkc= 3下的2CuBiSx緣體中存在一個奇異的電子相呈現(xiàn)出導電的表面態(tài)，研究人員在3 Te中觀察拓撲表面態(tài)。人們已經提出一些觀察電子激發(fā)表面態(tài)是我們所研究的 Majorana 費米子。所有提出的方案都要通過近電性，然而在拓撲絕緣體中在合適的溫度下存在超導配對的現(xiàn)象通過將 Cu 原子摻雜到23Bi Se中得到拓撲超導體23CuBiSex約在 4k 時會出現(xiàn) Cooper 對。由于其固有的化學性質和結構的相容之間的連接是可行的。這樣的連接對于物理概念的研究以及新型義。

了人們巨大注意。介紹拓撲超導體的相關內容和知識，同時通過建立一個簡單模型23Se拓撲超導體比較關注對拓撲超導體的研究，尤其是在 Tkc= 3下的2CuBiSx緣體中存在一個奇異的電子相呈現(xiàn)出導電的表面態(tài)，研究人員在3 Te中觀察拓撲表面態(tài)。人們已經提出一些觀察電子激發(fā)表面態(tài)是我們所研究的 Majorana 費米子。所有提出的方案都要通過近電性，然而在拓撲絕緣體中在合適的溫度下存在超導配對的現(xiàn)象通過將 Cu 原子摻雜到23Bi Se中得到拓撲超導體23CuBiSex約在 4k 時會出現(xiàn) Cooper 對。由于其固有的化學性質和結構的相容之間的連接是可行的。這樣的連接對于物理概念的研究以及新型義。

圖 2.3 二維系統(tǒng)拓撲超導體的性質[80]選取的化學勢大小為 ，由圖2.3可知，無能隙邊緣態(tài)存在于 點。這說明我們所選取的理論模型存在拓撲超導特征。2.4 自旋三重態(tài) P 波超導體超導涉及量子形成配對傳導電子的冷凝狀態(tài)，這種冷凝狀態(tài)稱為玻色——愛因斯坦凝聚。因為從廣義范圍來說，一個配對的電子可以看成是玻色子。這對電子可以稱為 Cooper 對，它可以出現(xiàn)在自旋 S=0 （自旋單態(tài)），或者 S=1（自旋三重態(tài)）中。因為費米子反對易的屬性，反對稱的自旋單態(tài)狀態(tài)是伴隨著一個對稱的軌道波函數。軌道角動量為 L=0 (S 波) ，L=2（d波）。對稱的自旋三重態(tài)是伴隨著一個反對稱軌道波函數(奇宇稱)。軌道角動量為 L=1 (P 波)

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本文編號：2766782