Majorana bound states in superconductor vortex cores (2023)
- Authors:
- Autor USP: MENDONÇA, BRUNA SHINOHARA DE - IF
- Unidade: IF
- Sigla do Departamento: FMT
- DOI: 10.11606/T.43.2023.tde-25052023-095947
- Subjects: FÍSICA COMPUTACIONAL; SISTEMA QUÂNTICO; FÍSICA DA MATÉRIA CONDENSADA
- Keywords: COMPUTATIONAL PHYSICS; QUANTUM SYSTEMS; CONDENSED MATTER PHYSICS
- Agências de fomento:
- Language: Inglês
- Abstract: A pesquisa sobre a realização de quasipartículas de Majorana foi impulsionada pela relevância da computação quântica e materiais topológicos. Inicialmente, os esforços foram focados na realização de nanofios de Majoranas, mas as limitações experimentais e o ceticismo levaram a investigações sobre configurações bidimensionais, como vórtices supercondutores [1][7]. Neste estudo, exploramos o potencial e as restrições dos vórtices supercondutores como hospedeiros de quasipartículas topológicas. Examinamos como impurezas escalares podem causar assinaturas falso-positivas de Majoranas em supercondutividade totalmente trivial. Nossos resultados mostram que as impurezas escalares podem modificar o espectro de Caroli-de Gennes-Matricon (CdGM), resultando em propriedades espectrais semelhantes aos Majoranas de energia zero. As perturbações escalares locais diminuem a energia dos estados CdGM e suprimem sua carga de Bardeen-Cooper-Schrieffer (BCS) total, levando a estados de energia zero movidos por impurezas que não podem ser distinguidos dos MZMs topológicos usando técnicas espectroscópicas locais. Além disso, o alargamento extrínseco dos níveis de simetria partícula-buraco resulta no desaparecimento de sinais de transporte não locais, fazendo parecer que a carga BCS é zero. Essas descobertas têm implicações para trabalhos experimentais que dependem de estados CdGM de energia finita [8].Também investigamos o potencial de sistemas híbridos de semicondutores e supercondutores triviais como substitutos para a supercondutividade topológica intrínseca, o que pode fornecer uma maneira mais robusta de manter o caráter topológico [9], [10]. Enquanto a fase complexa do parâmetro de ordem pwave coloca limitações no número de vórtices que podem ser introduzidos, o parâmetro de ordem escalar swave não possui essa restrição. Essa discrepância é significativa porque, apesar de ter um número total de modos equivalente, o modo de borda não é adequado para trançar. Além disso, observamos que o modo de energia zero inequivocamente topológico na região topológica não é garantido para quatro vórtices e depende de um espaço de espalhamento adequadamente grande, mesmo na aproximação de raio mínimo
- Imprenta:
- Data da defesa: 02.05.2023
- Status:
- Artigo publicado em periódico de acesso aberto (Gold Open Access)
- Versão do Documento:
- Versão publicada (Published version)
- Acessar versão aberta:
-
ABNT
MENDONÇA, Bruna Shinohara de. Majorana bound states in superconductor vortex cores. 2023. Tese (Doutorado) – Universidade de São Paulo, São Paulo, 2023. Disponível em: https://teses.usp.br/teses/disponiveis/43/43134/tde-25052023-095947/. Acesso em: 29 mar. 2026. -
APA
Mendonça, B. S. de. (2023). Majorana bound states in superconductor vortex cores (Tese (Doutorado). Universidade de São Paulo, São Paulo. Recuperado de https://teses.usp.br/teses/disponiveis/43/43134/tde-25052023-095947/ -
NLM
Mendonça BS de. Majorana bound states in superconductor vortex cores [Internet]. 2023 ;[citado 2026 mar. 29 ] Available from: https://teses.usp.br/teses/disponiveis/43/43134/tde-25052023-095947/ -
Vancouver
Mendonça BS de. Majorana bound states in superconductor vortex cores [Internet]. 2023 ;[citado 2026 mar. 29 ] Available from: https://teses.usp.br/teses/disponiveis/43/43134/tde-25052023-095947/
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