Bilim adamları büyük ölçekli, düzenli ve ayarlanabilir Majorana sıfır modlu kafes gözlemliyor

Kaynak: https://phys.org/news/2022-06-scientists-large-scale-tunable-majorana-zero-mode-lattice.html . 8 Haziran'da Nature'da yayınlanan bir çalışmada , Çin Bilimler Akademisi (CAS) Fizik Enstitüsü'nden Prof. Gao Hongjun liderliğindeki ortak bir araştırma ekibi, büyük ölçekli, düzenli ve ayarlanabilir bir Majorana-sıfır- demir bazlı süper iletken LiFeAs'taki mod (MZM) kafesi, gelecekteki topolojik kuantum hesaplamaya doğru yeni bir yol sağlar.

MZM'ler, hat kusurları ve manyetik alan kaynaklı girdaplar gibi kristallerin topolojik kusurlarıyla sınırlı sıfır enerjiye bağlı durumlardır . Sıfır önyargılı iletkenlik zirveleri olarak taramalı tünelleme mikroskopisi/spektroskopisi (STM/S) ile karakterize edilirler. Değişken olmayan istatistiklere uyarlar ve gelecekteki topolojik kuantum hesaplama için yapı taşları olarak kabul edilirler.

MZM'ler Fe (Te 0.55 Se 0.45) , (Li 0.84 Fe 0.16 ) OHFeSe ve CaKFe 4 As 4 gibi topolojik olarak önemsiz olmayan demir bazlı süper iletkenlerde gözlemlenmiştir . Bununla birlikte, bu malzemeler, alaşımlama kaynaklı düzensizlik, kontrol edilemeyen ve düzensiz girdap kafesleri ve düşük topolojik girdap verimi ile ilgili sorunlardan muzdariptir ve bunların tümü, bunların daha fazla çalışılmasını ve uygulanmasını engeller.

Bu çalışmada, araştırmacılar , doğal olarak gerilmiş süper iletken LiFeAs'ta düzenli ve ayarlanabilir bir MZM kafesinin oluşumunu gözlemlediler. Araştırmacılar, manyetik alanlarla donatılmış STM/S'yi kullanarak, LiFeA'larda yerel gerilimin doğal olarak var olduğunu buldular. Fe-Fe ve As-As yönleri boyunca çift eksenli yük yoğunluğu dalgası (CDW) şeritleri, λ1~2.7 nm ve λ2 ~24.3 nm dalga vektörleriyle gerilim tarafından üretilir . λ 2 dalga vektörüne sahip CDW , LiFeAs'lerin süper iletkenliği üzerinde güçlü bir modülasyon gösterir.

Numune yüzeyine dik bir manyetik alan altında, girdaplar ortaya çıkar ve yalnızca As-As CDW şeritleri boyunca hizalanmaya zorlanır ve düzenli bir kafes oluşturur. Azaltılmış kristal simetrisi, Fermi seviyesinde topolojik bant yapılarında şiddetli bir değişikliğe yol açar, böylece girdapları MZM'leri barındıran topolojik olanlara dönüştürür ve sıralı bir MZM kafesi oluşturur. Ayrıca, MZM kafes yoğunluğu ve geometrisi, harici bir manyetik alan tarafından ayarlanabilir . MZM'ler, yüksek manyetik alanlar altında birbirleriyle eşleşmeye başlar.

Araştırmacılara göre, LiFeAs'ta büyük ölçekli, düzenli ve ayarlanabilir bir MZM kafesinin bu gözlemi, demir bazlı süper iletkenlerde bulunan MZM ailesini genişletiyor ve böylece gelecekte MZM'leri manipüle etmek ve örmek için umut verici bir platform sağlıyor.

Bu bulgular, demir bazlı süper iletkenler kullanılarak topolojik kuantum hesaplama çalışmasına ışık tutabilir.