铁基超导体中马约拉纳束缚态的STM研究

发布时间：2020-12-30 19:09

　　1937年,意大利理论物理学家Ettore Majorana预言了自旋为1/2的中性费米子,其反粒子是它本身,并认为是一种基本粒子。之后人们把这种神奇的粒子称为马约拉纳费米子,并猜测构成物质世界的基本粒子中的中微子有可能是马约拉纳费米子,但目前尚未得到实验上的证实。马约拉纳费米子不带电荷,理论上认为马约拉纳费米子是由粒子及其反粒子构成。近年来,理论研究表明在凝聚态物质中也可能存在遵守马约拉纳性质的准粒子,被称为“固体宇宙”中的马约拉纳费米子。被束缚的马约拉纳费米子具有奇特的非阿贝尔统计,也被称作马约拉纳任意子,其可以用来构造拓扑量子比特,应用于自容错的量子计算机。众所周知,量子计算机相较于传统计算机具有更快的运行速度与更大的计算量。然而,制约量子计算机发展的一个重要因素就是传统的量子比特特别容易受到外界环境的干扰而发生退相干,从而导致计算的失败;而基于马约拉纳任意子的拓扑量子计算机对于环境的这种局部扰动有很强的抗干扰能力,自身带有高容错的秉性。因此,在材料中发现马约拉纳任意子对构建高度稳定的量子计算机具有重要意义。在凝聚态物质中人们在多种系统中尝试发现马约拉纳费米子,但是具有非常大的难... 

【文章来源】：中国科学院大学(中国科学院物理研究所)北京市

【文章页数】：121 页

【学位级别】：博士

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摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 拓扑超导体和马约拉纳费米子
        1.1.1 拓扑绝缘体简介
        1.1.2 超导体简介
        1.1.3 拓扑超导体与马约拉纳费米子简介
    1.2 石墨烯纳米带
        1.2.1 石墨烯
        1.2.2 石墨烯纳米带及其边界态
    1.3 二维纳米材料中的畴界
        1.3.1 石墨烯中的畴界简介
        1.3.2 单层二硫化钼中的畴界简介
    1.4 极低温强磁场扫描隧道显微镜系统
        1.4.1 扫描隧道显微镜的工作原理
        1.4.2 扫描隧道显微镜/MBE超高真空联合系统
第二章 铁基超导体中的马约拉纳束缚态
    2.1 研究背景
    2.2 FeTeSe样品的初步表征
    2.3 马约拉纳束缚态的发现
    2.4 马约拉纳束缚态的磁场温度依赖关系
    2.5 马约拉纳束缚态的起源
    2.6 本章小结
第三章 单层二硫化钼中的畴界研究
    3.1 背景介绍
    3.2 石墨表面单层二硫化钼的制备与表征
    3.3 单层二硫化钼不同类型的畴界的研究
    3.4 本章小结
第四章 锯齿型石墨烯纳米带的叠层结构
    4.1 研究背景
    4.2 锯齿型石墨烯纳米带叠层结构的制备
    4.3 锯齿型石墨烯纳米带叠层结构的边界态
    4.4 本章小结
第五章 总结与展望
参考文献
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致谢



本文编号：2948151