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Hybridization at superconductor-semiconductor interfaces in Majorana devices

机译:majorana超导体 - 半导体界面的杂交   设备

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摘要

Hybrid superconductor-semiconductor devices are currently one of the mostpromising platforms for realizing robust Majorana zero modes. We address therole of band bending and superconductor-semiconductor hybridization in suchdevices by analyzing a gateable planar Al-InAs interface using aself-consistent Schr\"odinger-Poisson approach. Our numerical analysis showsthat the band bending leads to an interface quantum well, which localizes thecharge in the system near the superconductor-semiconductor interface. Weinvestigate the hybrid band structure of the system and analyze its response tovarying the gate voltage and thickness of the Al layer, thereby showing thatone may obtain states with strong superconductor-semiconductor hybridization atthe Fermi energy. In addition, we obtain approximate analytical expressions tofurther back our numerical findings. We conclude by discussing the consequencesof our findings for the realization of Majorana zero modes in nanowire-basedsystems.
机译:混合超导体-半导体器件目前是实现可靠的Majorana零模式的最有前途的平台之一。我们通过使用自洽Schrodinger-Poisson方法分析可门控平面Al-InAs界面,解决了此类器件中的带弯曲和超导体-半导体混合的理论。我们的数值分析表明,带弯曲导致界面量子阱的局部化我们研究了系统的混合能带结构,并分析了其对栅极电压和Al层厚度变化的响应,从而表明在费米能量下,一个人可能会获得具有强超导体-半导体杂交的状态。此外,我们获得了近似的分析表达式,以进一步证明我们的数值结果,并通过讨论这些发现对基于纳米线的系统中实现马约拉纳零模的结果的结论。

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