Топологическая сверхпроводимость в квазикристаллах Фибоначчи

Мы исследуем свойства расположения одномерного топологического сверхпроводника в виде квазикристалла (QC) Фибоначчи, например цепочки магнитных атомов, нанесённой на сверхпроводящую поверхность. Мы выявляем общее взаимоисключающее соревнование между свойствами QC и топологической сверхпроводящей фазой с пограничными состояниями Мажорана (MBS): внутри щелей QC нет MBS, и MBS никогда не проявляют себя как субщелевые состояния QC; аналогично, внутри топологических сверхпроводящих щелей не существует критических или заворачивающихся субщелевых состояний QC. Удивительно, но вопреки этой конкуренции, мы обнаруживаем, что QC всё же существенно благоприятствует реализации топологической сверхпроводимости с MBS. QC порождает дополнительные большие нетривиальные области с MBS в параметрическом пространстве, которые в кристаллических системах являются топологически тривиальными, и увеличивает топологическую щель, защищающую MBS. Мы также обнаруживаем, что более короткие аппроксиманты квазикристалла Фибоначчи дают наибольшую выгоду. В результате наши результаты выдвигают QC, особенно их короткие аппроксиманты, в качестве привлекательной платформы для улучшенных экспериментальных возможностей по реализации MBS и в целом подчёркивают фундаментальное взаимодействие различных топологий. Опубликовано Американским физическим обществом, 2024