O grupo de Hong Ding do Instituto de Física, A Academia Chinesa de Ciências relatou que a lacuna supercondutora do estado da superfície topológica é maior do que a dos estados volumosos em β-Bi ₂ Filmes finos de Pd usando espectroscopia de fotoemissão com ângulo resolvido in-situ e epitaxia de feixe molecular. Seus resultados fornecem uma nova plataforma para estabilizar os modos de energia zero de Majorana em um supercondutor de temperatura mais alta que mantém uma lacuna supercondutora topológica altamente aprimorada.

Os estados ligados a Majorana atraíram o interesse dos cientistas e prevê-se que supercondutores topológicos (TSCs) hospedem estados exóticos de Majorana que obedecem a estatísticas não-abelianas e podem ser usados ​​para implementar um computador quântico topológico. Recentemente, cientistas experimentais fornecem fortes evidências para a existência de modo de energia zero de Majorana em núcleos de vórtice em plataformas de material único de Fe (Te, Se) cristais únicos a granel e compostos semelhantes de supercondutores à base de ferro. O gap supercondutor (SC) do estado da superfície topológica (ΔTSS) desempenha um papel vital na proteção do MZM, pois um ΔTSS maior leva a uma separação energética maior entre o MZM e outras excitações triviais. β-Bi ₂ Pd, como candidato a supercondutor topológico, tem alguns caracteres físicos distintos. Um experimento anterior de microscopia / espectroscopia de tunelamento de varredura observou grandes picos de condutância de polarização zero na medição de corte de linha em seus vórtices SC e encontrou duas lacunas SC (Δ1 ~ 1,0 meV e Δ2 ~ 3,3 meV) no β-Bi ₂ Filme de Pd crescido por epitaxia de feixe molecular (MBE), enquanto apenas o menor (Δ1) se compara ao gap SC de β-Bi ₂ Cristal único em massa de Pd (Δb ~ 0,8 meV, Tc =5,4 K). A fim de entender o quebra-cabeça da lacuna SC anormalmente maior, é necessário estudar a supercondutividade topológica no espaço de momentos.

Nesse trabalho, usando espectroscopia de fotoemissão de ângulo resolvido in-situ (ARPES) combinada MBE, Grupo de Hong Ding do Instituto de Física, A Academia Chinesa de Ciências desenvolveu o 20-UC β-Bi ₂ Filmes finos de Pd com estrutura tetragonal por MBE e estudo da supercondutividade por ARPES in-situ. O estado claro da superfície topológica foi observado perto da energia fermi, que possui um gap supercondutor anormalmente maior (~ 3,8 meV) medido por experimentos de dependência de temperatura. Uma questão chave, então, é a diferença entre filme fino e cristal único. Portanto, medimos a estrutura de banda de um único cristal cultivado pelo grupo de Youguo Shi na linha de luz "Dreamline" da Instalação de Radiação Síncrotron de Xangai (SSRF) também. Medindo β-Bi ₂ Cristal único em massa de Pd como comparação, observamos claramente o deslocamento para cima do potencial químico do filme. Um aumento concomitante do peso da superfície no estado topológico da superfície foi revelado pelo cálculo do primeiro princípio calculado pelo grupo de Hongming Weng, sugerindo que a mistura de paridade mediada por férmion de Dirac pode causar este aumento supercondutor anômalo. Seus resultados estabelecem β-Bi ₂ Filme de Pd como um caso único de TSCs conatos com uma lacuna supercondutora topológica altamente aprimorada.

Seus resultados estabelecem β-Bi ₂ Pd como um candidato a supercondutor topológico com uma lacuna supercondutora topológica altamente aprimorada, que pode fornecer uma nova plataforma para estabilizar os modos zero de Majorana a uma temperatura mais elevada.