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拓扑超导体和马约拉纳费米子分别是当今凝聚态物理范畴十分重视的研讨热门。马约拉纳费米子是本身的反粒子，遵守非阿贝尔量子核算，因此能用来完成拓扑量子核算。理论上，马约拉纳费米子可存在于拓扑超导体中，例如无自旋p波超导体的量子磁通涡旋和带自旋的p波超导体的半量子磁通涡旋周围都会存在零能的马约拉纳费米子。试验上，无争议地调查到马约拉纳费米子的存在是物理界所面对的巨大应战。几年前，结业于科大少年班、现任教于麻省理工学院（MIT）的付亮与其导师美国科学家C.Kane初次预言了可以终究靠s波超导体和三维拓扑绝缘体之间的近邻效应来完成等效的p波超导体。为了进一步完成手性的拓扑超导体，时刻反演对称性有必要被打破。根据付亮与Kane的作业，人们规划了一种由铁磁绝缘体、强自旋轨道耦合的半导体薄膜和s波超导体组成的三明治异质结，其间近邻效应引进的塞曼场会损坏时刻反演对称性，然后可以完成手性拓扑超导体。这些理论预言导致凝聚态物理范畴试验上调查马约拉纳费米子的研讨热潮，但因为系统杂乱，先期的报导都存在争议。怎么能在结构更简略的系统中完成手性拓扑超导体并进一步调查到马约拉纳费米子，具有广泛的基础研讨与使用价值。
在新宣布的作业中，秦维同学初次提出经过在拓扑绝缘体和s波超导体界面稀释掺杂磁性原子的办法(如图(a)所示)来打破时刻反演对称性，然后可以在一种更简略的结构中完成手性拓扑超导体。他们的研讨证明，适度的磁性原子不只不会损坏超导体和拓扑绝缘体界面的超导性(图(b))，而且还能经过隶属于界面拓扑态的库珀电子对来完成长程铁磁有序。因为超导性和铁磁性的共存，可以终究靠温度诱导的拓扑量子相变(图(c))完成手性拓扑超导体，并进一步为马约拉纳费米子的试验勘探供给新的更可行的渠道，其明显优势是集超导、拓扑与磁性于同一界面。
该作业的榜首作者是秦维，其导师为张振宇教授。上述研讨得到了国家自然科学基金委、科技部和量子信息与量子科技前沿协同立异中心的赞助。
（合肥微标准物质科学国家试验室世界功用资料量子规划中心、量子信息与量子科技前沿立异中心、科研部）
