Na física de partículas, um férmion de Majorana tem carga neutra e sua antipartícula é apenas ele mesmo. Na física da matéria condensada, um modo zero de Majorana (MZM) é uma excitação quase-partícula que aparece nas superfícies ou bordas de supercondutores topológicos. Ao contrário das partículas comuns ou quase-partículas que obedecem às estatísticas de bóson ou férmion, MZM obedece estatísticas não abelianas, uma propriedade chave que torna o MZM o bloco de construção para realizar a computação quântica topológica.

Atualmente, os principais esforços experimentais têm se concentrado em heteroestruturas feitas de supercondutores e sistemas acoplados spin-órbita (como nanofios semicondutores e isoladores topológicos), onde evidências de MZMs foram encontradas. Detecção e manipulação inequívoca de MZMs nessas heteroestruturas, Contudo, dependem fortemente do efeito de proximidade supercondutor, que sofre com a complexidade da interface. Além disso, a baixa temperatura de operação de materiais supercondutores convencionais complica ainda mais a manipulação de MZMs.

Supercondutores à base de ferro foram descobertos em 2008 pelo cientista japonês Hideo Hosono, representando a segunda classe de alta T _c materiais. Na década passada, estudos intensivos têm se concentrado em sua supercondutividade não convencional e forte efeito de correlação. Recentemente, a descoberta de estados de superfície topológicos nas superfícies do supercondutor à base de ferro Fe (Te, Se) o torna um sistema único que integra tanto high-T _c supercondutividade e topologia. Portanto, fornece uma oportunidade empolgante de realizar MZM em temperatura crítica comparativamente alta T _c . Além disso, a monocamada Fe (Te, Se) tem um máximo de T _c de 40 K e boa tenabilidade com um grande campo crítico superior no plano.

Em um estudo publicado em Pequim, National Science Review , uma equipe de pesquisa liderada por Chaoxing Liu, um professor associado da Pennsylvania State University procurou realizar MZMs em monocamada Fe (Te, Se) aplicando um campo magnético no plano e portas elétricas.

Os pesquisadores descobriram que a aplicação de um campo magnético no plano pode conduzir a monocamada de Fe (Te, Se) na fase supercondutora topológica de ordem superior, em que os MZMs podem aparecer nos cantos. Além disso, através do portão elétrico, O MZM também pode ocorrer na parede do domínio dos potenciais químicos em uma borda e em certo tipo de junção tridimensional no volume bidimensional. De acordo com sua estimativa, o campo magnético necessário está bem abaixo do campo magnético crítico superior no plano da monocamada Fe (Te, Se) supercondutor. Além disso, girar o campo magnético pode fornecer uma abordagem eficiente para executar a operação de trança para os MZMs de canto. Portanto, seu estudo demonstra que a monocamada Fe (Te, Se) é uma plataforma de Majorana promissora com escalabilidade e ajuste elétrico e ao alcance da capacidade experimental contemporânea.