物理学。Rev.B 88，165111（2013）-超导导线中的马略那费米子：长距离跳跃、破坏的时间反转对称性和潜在景观的影响

超导导线中的马略纳费米子：长距离跳跃、破坏的时间反转对称性和潜在景观的影响

Wade DeGottardi、Manisha Thakurathi、Smitha Vishveshwara和Diptiman Sen

物理学。版本B88，165111–2013年10月7日出版

摘要

我们对Kitaev一维无自旋模型的两个最具实验相关性的扩展进行了全面研究 $第页$ -波超导体：涉及（i）长程跃迁和超导电性以及（ii）非均匀电势的超导体。我们从对无自旋模型的教学回顾开始，并且作为表征此处研究的系统所显示的拓扑相位的一种方法，我们引入了体拓扑不变量以及从显式考虑边界模式中导出的那些拓扑不变量。在时间反转对称系统中，我们发现较长范围的跳跃会导致具有多个Majorana模式的拓扑相位。特别地，我们研究了一个自旋模型，该模型尊重对偶性，并映射到具有多个Majorana模式的费米子模型；我们强调了这些拓扑相与原始自旋模型中破缺的对称相之间的联系。在存在时间反转对称破缺项的情况下，我们证明了拓扑相图具有扩展的无间隙区。对于非均匀势的情况，我们研究了周期、准周期和无序系统的相图。我们给出了这类系统的正常态局域化特性与相应超导系统拓扑相之间的详细映射。这一强大的工具使我们能够利用霍夫施塔特蝴蝶理论的分析和有关安德森局域化的大量文献，分别研究超导准周期系统和无序系统中的马略那模问题。我们简要介绍了在同时存在长距离跳跃和无序的情况下可以预期的协同效应。