物理所在近邻超导中具有耗散的floquet majorana模方面研究取得进展-凯发官网入口首页

　　majorana模由于其独特的统计性质成为当前凝聚态物理研究的一大热点。在传统凝聚态体系中，majorana模是一个零能模，这是因为在超导体中，只有零能时，体系具有粒子-空穴的对称性。实现非零能majorana模的一种方式是考虑对体系实现周期驱动，在这种情况下，我们不仅仅可以通过驱动调控出floquet majorana零模（fmzm），也可以调控出能量不为零的floquet majorana pi模（fmpm），这种模的能量可以是半个驱动频率ω（见图1）。究其原因，这是因为在能量为ω/2处，可以出现拓扑非平凡的能带反转。

　　图1: 产生floquet majorana的系统示意图（a）、动量空间能带(b)以及 实空间fmzm/fmpm 模（c）

　　但是，到目前为止，对floquet majorana的研究，只是停留在floquet拓扑能带理论框架下的理想拓扑超导态中。对于实际系统，由于floquet系统存在耗散以及有着不同能量的多种floquet majorana模，理论上没有很好的模型和方法去处理这样的系统。

　　最近，中国科学院物理研究所/北京凝聚态物理国家研究中心凝聚态理论与材料计算重点实验室t06课题组胡江平研究员指导的博士生杨哲森（现卡弗里理论科学研究所博士后），与清华大学的刘东教授、杨清鸿博士合作，借助于keldysh格林函数方法，详细讨论了具有耗散的floquet近邻拓扑超导的问题。通过理论计算发现，能量不为零的fmpm不稳定，外界超导的耗散可以将fmpm破坏掉。如下图2所示，在理想超导极限下，系统同时存在fmzm和fmpm；当外界超导的能隙慢慢变小时，我们可以看到fmpm的共振峰慢慢消失，这意味fmpm被耗散破坏掉。为了刻画这一结果以及计算floquet majorana的准粒子寿命，研究组进一步提出了一个floquet majorana中毒模型，为研究具有耗散的floquet拓扑系统提供了理论基础。

　　相关研究成果发表于phys. rev. lett. 126 086801 （2021）。

　　图2: floquet majorana 随超导能系大小的演化： （a）能带；（b）态密度分布。

　　该工作得到了科技部重点研发计划（2016yfa0302400, 2017yfa0303100）、国家自然科学基金委员会（11674370, 11888101）和中国科学院（xxh13506-202, xdb33000000, xdb28000000）的资助。