Em um estudo publicado na Nature em 8 de junho, uma equipe de pesquisa conjunta liderada pelo Prof. Gao Hongjun do Instituto de Física da Academia Chinesa de Ciências (CAS) relatou a observação de uma rede de modo-zero de Majorana (MZM) em larga escala, ordenada e ajustável em o supercondutor à base de ferro LiFeAs, fornecendo um novo caminho para a futura computação quântica topológica.
MZMs são estados ligados de energia zero confinados nos defeitos topológicos dos cristais, como defeitos de linha e vórtices induzidos por campos magnéticos. Eles são caracterizados por microscopia/espectroscopia de tunelamento de varredura (STM/S) como picos de condutância de polarização zero. Eles obedecem a estatísticas não abelianas e são considerados blocos de construção para a futura computação quântica topológica.

MZMs foram observados em vários supercondutores à base de ferro topologicamente não triviais, como Fe (Te_0,55 Veja_0,45) , (Li_0,84 Fe_0,16 )OHFeSe e CaKFe₄ Como₄ . No entanto, esses materiais sofrem de problemas com desordem induzida por ligas, redes de vórtices incontroláveis ​​e desordenadas e baixo rendimento de vórtices topológicos, o que dificulta seu estudo e aplicação.

Neste estudo, os pesquisadores observaram a formação de uma rede MZM ordenada e ajustável no supercondutor LiFeAs naturalmente tenso. Usando STM/S equipado com campos magnéticos, os pesquisadores descobriram que a tensão local existe naturalmente em LiFeAs. Faixas de onda de densidade de carga biaxial (CDW) ao longo das direções Fe-Fe e As-As são produzidas pela deformação, com vetores de onda de λ1~2,7 nm e λ₂ ~24,3 nm. O CDW com vetor de onda λ₂ mostra forte modulação na supercondutividade de LiFeAs.

Sob um campo magnético perpendicular à superfície da amostra, os vórtices emergem e são forçados a se alinhar exclusivamente ao longo das listras As-As CDW, formando uma rede ordenada. A simetria cristalina reduzida leva a uma mudança drástica nas estruturas das bandas topológicas no nível de Fermi, transformando os vórtices em vórtices topológicos que hospedam MZMs e formam uma rede MZM ordenada. Além disso, a densidade e a geometria da rede MZM são ajustáveis ​​por um campo magnético externo. Os MZMs começam a se acoplar sob altos campos magnéticos.

Essa observação de uma rede MZM em larga escala, ordenada e ajustável em LiFeAs expande a família MZM encontrada em supercondutores à base de ferro, fornecendo assim uma plataforma promissora para manipular e trançar MZMs no futuro, de acordo com os pesquisadores.

Essas descobertas podem lançar luz sobre o estudo da computação quântica topológica usando supercondutores à base de ferro. + Explorar mais

Supercondutividade topológica de ordem superior em supercondutor à base de ferro monocamada