考虑Majorana束缚态Josephson结自旋输运性质研究

摘要

Majorana束缚态以其特有的性质深受人们的关注。科学家不断地对Majorana束缚态的研究，就是为了有一天能够使其在实际生活中得到应用。然而用于探测Majorana束缚态实际可行的方案仍然不够。以Josephson电流来研究Majorana束缚态是比较可行的方法之一，本文就Majorana束缚态与Josephson结的耦合对自旋Josephson电流的影响的研究，进行探究Majorana的特性。
　　本文利用格林函数方法研究了考虑Majorana束缚态的Josephson结的自旋输运特性。文章模型是以施加弱塞曼能的量子点耦合上拓扑超导纳米链为中心区域，通过施加的磁通量引起左右两超导电极相位差，从而引起透过量子点的Josephson电流的产生。当考虑弱耦合上的准粒子不能直接渗透到超导体中，并且准粒子的能量远小于超导能隙时，就可以用Andreev反射来理解直流Josephson效应。模型中所耦合的拓扑超导纳米链经过参数设定，在其端点处产生Majorana束缚态，进而研究Majorana束缚态对自旋Josephson电流的影响。
　　首先在不考虑自旋的情况下，分别对单量子点的，量子点耦合拓扑平庸纳米链的，量子点耦合拓扑非平庸超导纳米链的总的Josephson电流进行了数值计算和理论分析;发现当量子点耦合拓扑平庸纳米链时，总的Josephson电流明显被抑制，而当量子点耦合拓扑非平庸超导纳米链时，会出现明显的Majorana束缚态向量子点的渗透而引起的Josephson电流特性。其次，考虑自旋的情况下，分别对单量子点的自旋Josephson电流和量子点耦合拓扑非平庸纳米链的自旋Josephson电流进行计算和分析;发现由于Majorana束缚态向量子点的渗透会明显的导致自旋上、下Josephson电流的差异。最后，对于平庸相纳米链向非平庸相纳米链转化过程中的总的Josephson电流进行了计算和分析，发现这一过程中会出现明显的Josephson电流类平台结构的产生，这一原因，归结为在拓扑非平庸纳米链的端点产生的Majorana束缚态向量子点渗透所引起。

目录

声明

摘要

1 绪论

1．1 Majorana束缚态

1．2 Andreev反射

1．3 Josephson电流的研究进展

1．4 研究目的与研究内容

2 考虑Majorana束缚态Josephson结自旋输运性质研究

2．1 引言

2．2 模型及计算方法

2．3 计算结果与讨论

2．4 本章小结

3 总结与展望

参考文献

致谢