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拓扑半金属是一类受对称性保护的无能隙量子材料. 因其相对论性能带色散关系, 拓扑半金属中涌现出丰富的量子态和量子效应, 例如费米弧表面态和手征反常. 近年来, 因在拓扑量子计算的潜在应用, 拓扑与超导的耦合体系受到广泛关注. 本文从两方面回顾拓扑半金属-超导体异质结体系近年来的实验进展: 1)超导电流对拓扑量子态的模式过滤; 2)拓扑超导和Majorana零能模的探测与调控. 对于前者, 利用约瑟夫森电流对电磁场的响应, 拓扑半金属中费米弧表面态的弹道输运被揭示, 高阶拓扑半金属相被证实, 有限动量配对及超导二极管效应被实现. 对于后者, 通过交流约瑟夫森效应, 狄拉克半金属中4π周期的拓扑超导态被发现, 纯电学栅压调控的拓扑相变被实现. 本文最后展望了拓扑半金属-超导体异质结体系的发展前景和在Majorana零能模编织和拓扑量子计算上的潜在应用.

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《拓扑半金属-超导体异质结的约瑟夫森效应》

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文件号：295920

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