最近发现的超导体UTE 2是旋转三个超导体的有前途的候选者,但是超导顺序参数的对称性仍然很有争议。在这里,我们通过超清洁UTE 2单晶的导热率确定超级导电间隙结构。我们发现,在磁场h'a和h c轴上均高达H / HC 2〜0.2的A轴热导率除以温度κ / t的温度κ / T均很小,这表明与先前的信仰相反,A轴周围没有节点。目前的结果,加上核磁共振骑士的降低,表明超导顺序参数属于各向同性A U代表,其配对状态完全散发,类似于超级富集3的B相。这些发现表明,UTE 2可能是长期追求的三维强拓扑超导体,在任何晶体平面上均占据了螺旋主要的表面状态。
(2024年8月30日)学历:2003-08/2008博士学位。布朗大学物理学专业。(顾问:D。Feldman)。01/2002-08/2002 UC Berkeley(在本科交换计划中)。09/2000-08/2003 B.Sc.香港科学技术大学(HKUST)的物理学。 博士后职位:马萨诸塞州理工学院(MIT)的08/2009-05/2011 Croucher博士后研究员。 (顾问:帕特里克·李)08/2008-08/2009 2009年高级研究所/麻省理工学院研究所联合博士后研究员。 (顾问:帕特里克·李)在HKUST上的职位:07/2022-PRESENT科学副院长,HKUST 07/2024-DRESENT主席物理学系HKUST 07/2021-06/2024 HKUST 07/2017-06/2021 lo tai-Chin-Chin-Chin-Chin-Chin-Chin-Chin-Chin-Chin-Chin-Chin-Chin-Chin-Chin-tai-Chin教授教授 06/2011-06/2017 HKUST物理学系助理教授。 研究兴趣:总的来说,我对理论凝结物理学感兴趣,重点是拓扑材料,莫伊尔材料和非常规的超导体。 目前,我们的小组正在研究1。 浆果曲率多产(例如四极杆)诱导高阶异常效应; 2。 电子相互作用诱导的双层石墨烯和Moiré过渡金属二核苷中的相关状态; 3。 平面超导体和磁铁中的量子度量效应; 4。 使用Majorana零模式和非常规的Josephson连接,实现了拓扑和其他超导量子。 5。 Heesch Weyl Fermions(我们发现的一种新型的Weyl Fermions)在抗铁磁体中。香港科学技术大学(HKUST)的物理学。博士后职位:马萨诸塞州理工学院(MIT)的08/2009-05/2011 Croucher博士后研究员。(顾问:帕特里克·李)08/2008-08/2009 2009年高级研究所/麻省理工学院研究所联合博士后研究员。(顾问:帕特里克·李)在HKUST上的职位:07/2022-PRESENT科学副院长,HKUST 07/2024-DRESENT主席物理学系HKUST 07/2021-06/2024 HKUST 07/2017-06/2021 lo tai-Chin-Chin-Chin-Chin-Chin-Chin-Chin-Chin-Chin-Chin-Chin-Chin-Chin-Chin-tai-Chin教授教授06/2011-06/2017 HKUST物理学系助理教授。研究兴趣:总的来说,我对理论凝结物理学感兴趣,重点是拓扑材料,莫伊尔材料和非常规的超导体。目前,我们的小组正在研究1。浆果曲率多产(例如四极杆)诱导高阶异常效应; 2。电子相互作用诱导的双层石墨烯和Moiré过渡金属二核苷中的相关状态; 3。平面超导体和磁铁中的量子度量效应; 4。使用Majorana零模式和非常规的Josephson连接,实现了拓扑和其他超导量子。5。Heesch Weyl Fermions(我们发现的一种新型的Weyl Fermions)在抗铁磁体中。有关我们研究小组的更多信息,请访问:https://phlaw.ust.hk。Bibliometrics:Google Scholar:https://scholar.google.com/citations?hl = en&user = 5z73yxcaaaaaj scopus:https://wwwww.scopus.com/authid/authid/detail/detail.uri.uri.uri?uthorid?uthorid?authorid?authorid=3522999999999999999999999999900 extufect> <<<<<<<<<<<< “手性约瑟夫森交界处的异常H/2E周期性和Majora零模式” Zi-Ting Sun,Jin-Xin Hu,Ying-Ming Xie*,K。T. Law*,Phys。 修订版 Lett。 133,056601(2024)。 2。 “带量子公制的平流超导体的金茨堡 - 兰道理论” Shuai A. Chen和K. T. Law *,物理学。 修订版 Lett。 132,026002(2024)。 编辑的建议。“手性约瑟夫森交界处的异常H/2E周期性和Majora零模式” Zi-Ting Sun,Jin-Xin Hu,Ying-Ming Xie*,K。T. Law*,Phys。修订版Lett。 133,056601(2024)。 2。 “带量子公制的平流超导体的金茨堡 - 兰道理论” Shuai A. Chen和K. T. Law *,物理学。 修订版 Lett。 132,026002(2024)。 编辑的建议。Lett。133,056601(2024)。2。“带量子公制的平流超导体的金茨堡 - 兰道理论” Shuai A. Chen和K. T. Law *,物理学。修订版Lett。 132,026002(2024)。 编辑的建议。Lett。132,026002(2024)。编辑的建议。
我们引入一个在三元树上定义的费米子到量子比特的映射,其中 n 模式费米子系统上的任何单个 Majorana 算子都映射到对 ⌈ log 3 (2 n + 1) ⌉ 个量子比特进行非平凡作用的多量子比特 Pauli 算子。该映射结构简单,并且是最优的,因为在任何对少于 log 3 (2 n ) 个量子比特进行非平凡作用的费米子到量子比特映射中都不可能构造 Pauli 算子。我们将它应用于学习 k 费米子约化密度矩阵 (RDM) 的问题,该问题与各种量子模拟应用有关。我们表明,通过重复单个量子电路 ≲ (2 n + 1) k ϵ − 2 次,可以并行确定所有 k 费米子 RDM 中的各个元素,精度为 ϵ。这一结果基于我们在此开发的方法,该方法允许人们并行确定所有 k 量子比特 RDM 的各个元素,精度为 ϵ,方法是将单个量子电路重复 ≲ 3 k ϵ − 2 次,与系统大小无关。这改进了现有的确定量子比特 RDM 的方案。
我们研究了一维拓扑超导体(例如沉积在超导表面上的磁性原子链)的斐波那契准晶体(QC)排列的特性。我们发现了QC特性与Majorana Bound状态(MBS)之间的一般相互排斥的竞争:QC间隙内部没有MB,MBS在QC子gap状态中永远不会表现为QC子gap状态,并且同样,QC子gap状态也不是关键或蜿蜒的QC子gap状态。令人惊讶的是,尽管进行了竞争,但我们发现QC仍然对实现MBS实现拓扑超导性非常有益。这两者都导致在参数空间中具有MBS的其他大型非平凡区域,这些区域在晶体系统中在拓扑上是微不足道的,并增加了保护MBS的拓扑间隙。我们还发现,纤维菌质量控制的近似值显示最大的好处。因此,我们的结果促进了QC,尤其是它们的简短近似值,作为改善实现MBS的实验可能性的吸引人平台,并且通常突出了不同拓扑之间的基本相互作用。
材料在人类文明中的重要性是如此之多,以至于人类文明的不同时期以材料的名字命名,从石器时代到青铜时代,铁器时代和塑料时代,再到硅时代的现代时代。是莱昂纳多·达·芬奇(Leonardo da Vinci)的远处,他提出未来年龄将是设计材料的年龄[1]。由于信息在材料中进行物理编码,因此材料在量子科学技术的发展中具有巨大的作用。将探索量子技术,新的物理概念,现象,功能和材料的途径。理论概念,例如基于Majorana的量子计算[2],用于实现概念的设计材料候选物,以量子材料的形式设计。量子材料是表现出的特性,其特性由量子闪烁,量子纠缠,量子相干性 - 均为量子机械效应的表现。对量子材料的理解和预测需要纳米级科学,高级仪器,材料合成以及建模和仿真之间的协同和协作努力。在这篇简短的评论文章中,我们证明了建模和计算在理解和预测量子材料中的一些实际应用。我们将
3D元素掺杂剂。因此,由于存在无量化边缘状态而导致的量子反转对称性可能会导致量子异常效应(qahe)的检测。[10–12]预计此类设备与常规超导体的组合可以容纳Majorana Fermions,这些设备适用于用于拓扑量子计算机的编织设备。[13,14]由于真实材料的频带结构很复杂,因此在较高温度下实现Qahe或Majoraana fermions是一项挑战。需要高度精确的频带结构工程来有效抑制散装带的贡献。迄今为止,这构成了基于Qahe开发实用设备的主要限制障碍之一。因此,不可避免的是对TI的频带结构的更深入的了解。shubnikov – de Hass(SDH)振荡是一种通常在干净的金属中观察到的量子相干性,其中电荷载体可以在没有杂志的网络下完成至少一个完全的回旋运动而无需杂物散射。[15]可以从振荡期和温度依赖性振幅变化中提取诸如费米表面拓扑和无均值路径之类的财富参数。[16]量子振荡已被广泛用作研究高温超导体和拓扑材料的工具。[17–20]最近观察到ZRTE 5中三维(3D)量子霍尔效应(QHE)的观察吸引了进一步的热情研究ti Mate的量子振荡。[24,27]但是,未观察到远程FM顺序。[21]在二进制化合物,BI 2 SE 3,BI 2 TE 3和SB 2 TE 3散装晶体和薄片中观察到了量子振荡。[22–25]在这些系统中,振荡起源于表面状态或散装带,具体取决于化学电位的位置。[26]最近,在掺杂的Ti单晶的3D元素中发现了量子振荡,例如Fe掺杂的SB 2 TE 3和V掺杂(BI,SN,SB)2(TE,S)3。结果促使制备相似材料的薄膜,并具有与高迁移率拓扑表面状态共存的FM顺序的潜力。到目前为止,据我们所知,只有少数报道观察到磁掺杂的TI中的量子振荡,例如V型(BI,SB)2 TE 3,Sm-Doped Bi 2 Se 3。[28,29]但是,
平面约瑟夫森连接是工程拓扑超导性的关键,但受到面内磁场引起的轨道效应的严重阻碍。在这项工作中,我们通过利用固有的自旋极化带和零净磁化属性来介绍通用的拓扑结构约瑟夫森连接(TAJJS)。我们提出的tajjs有效地减轻了有害的轨道效应,同时在交界处的两端稳健地托管Majorana末端模式(MEMS)。具体而言,我们证明了d x 2 -y 2 -wave tajjs中的mems出现,但在d xy波构型中消失了,从而确立了altermagnet的晶体学方向角度θ作为拓扑的新控制参数。MEMS的独特自旋极化为自旋分辨测量提供了明确的实验特征。此外,通过利用D x 2 -y 2 - y 2波altermagnet之间的协同作用及其超导对应物,我们的建议自然而然地扩展到高t c平台。总的来说,这项工作将Altermagnets建立为实现拓扑超导性的多功能范式,桥接概念创新,具有可伸缩的量子体系结构,这些量子架构没有轨道效应和流浪场。
背景:搜索手性超导体有几个令人信服的理由,其中超导性与明显的时间反向对称性断裂并存。首先,在大多数固体中,与电子配对相关的能量尺度远小于典型的动力学能量,因此超导性的出现取决于电子分散体的退化:e(k)= e(-k)。这种情况让人联想到筑巢,最终受时间逆转或反转等对中的控制,这甚至使相对较弱的吸引人的相互作用甚至具有深远的影响。因此,在没有这种对称性的情况下,观察超偏性的观察强烈表明存在新的物理学。其次,寻找手性超导体与追求拓扑超导的追求密切相关,拓扑超导能力是一种凝结物理学的圣杯。具有无旋转单组分Fermi表面的二维超导体很可能表现出时间雷达对称性破坏P + IP配对。这种类型的超导性与涡流和边缘中Majorana零模式的存在有关,这是拓扑量子计算的关键资源。这种p波配对被认为是在超氟中实现的,在ν= 5
在量子多体系统中,相互作用在信息扰乱的出现中起着至关重要的作用。当粒子在整个系统中相互作用时,它们之间的纠缠会导致量子信息快速而混乱地传播,通常通过海森堡图中算子尺寸的增长来探测。在这项研究中,我们探索当粒子仅通过一般空间维度中的单个杂质相互作用时,算子是否会发生扰乱,重点关注具有空间和时间随机跳跃的费米子系统。通过将算子的动力学与具有源项的对称排斥过程联系起来,我们证明了在调整三维费米子的相互作用强度时存在逃逸到扰乱的转变。作为比较,除非跳跃变得足够长距离,否则较低维度的系统已被证明会在任意弱的相互作用下扰乱。我们的预测通过每个站点具有单个马约拉纳费米子的布朗电路和具有较大局部希尔伯特空间维度的可解布朗 SYK 模型得到验证。这表明了具有空间和时间随机性的自由费米子系统的理论图像的普遍性。
量子自旋霍尔绝缘体的特征在于二维 (2D) 内部的带隙和螺旋状一维边缘态 1 – 3。在螺旋边缘态中诱导超导可产生一维拓扑超导体,拓扑超导体是许多拓扑量子计算提案的核心,是一种备受追捧的物质状态 4。在本研究中,我们通过将单层 1T ′ -WTe 2(量子自旋霍尔绝缘体 1 – 3)放置在范德华超导体 NbSe 2 上,报告了范德华异质结构中超导性和量子自旋霍尔边缘态的共存。使用扫描隧道显微镜和光谱 (STM/STS),我们证明 WTe 2 单层由于底层超导体而表现出邻近诱导的超导间隙,并且量子自旋霍尔边缘态的光谱特征保持不变。综上所述,这些观察为 WTe 2 中量子自旋霍尔边缘态的邻近诱导超导提供了确凿证据,这是在这种范德华材料平台上实现一维拓扑超导和马约拉纳束缚态的关键一步。当代人们对拓扑超导体的兴趣是由其无间隙边界激发的潜在应用驱动的,这些激发被认为是具有非阿贝尔统计特性的突发马约拉纳准粒子 5 – 8 。实现拓扑超导的一条途径是实现本征无自旋 p 波超导体 9 。一个强有力的替代方法是使用传统的 s 波超导体通过超导邻近效应在拓扑非平凡状态下诱导库珀配对,从而产生有效的 p 波配对 10 。这种方法最近已被用于在超导衬底上生长的外延三维拓扑绝缘体膜中设计二维(2D)拓扑超导11,12,和通过在埋置外延半导体量子阱中接近二维量子自旋霍尔系统设计一维拓扑超导13,14。虽然这些演示标志着重要的里程碑,但在范德华材料平台上探索拓扑超导具有明显的优势。使用分层二维材料可以使二维量子自旋霍尔边缘在垂直异质结构中接近,从而绕过横向接近效应几何的长度限制。此外,表面和边缘易于进行表面探针探测,从而可以检测和基础研究一维拓扑超导态的特征。本征量子自旋霍尔态已在 1T ′ -WTe 2 单层中得到实验证明(参考文献 1 - 3、15 - 17),这与早期的理论预测 18 一致。