Il gruppo di Hong Ding dell'Istituto di Fisica, L'Accademia cinese delle scienze ha riferito che il divario superconduttore dello stato superficiale topologico è maggiore di quello degli stati bulk in β-Bi ₂ Film sottili di Pd mediante spettroscopia di fotoemissione ad angolo risolta in situ ed epitassia a fascio molecolare. I loro risultati forniscono una nuova piattaforma per stabilizzare le modalità a energia zero di Majorana a un superconduttore a temperatura più elevata che mantiene un gap superconduttore topologico altamente migliorato.

Gli stati legati a Majorana hanno attratto gli interessi degli scienziati e si prevede che i superconduttori topologici (TSC) ospiteranno stati esotici di Majorana che obbediscono a statistiche non abeliane e possono essere utilizzati per implementare un computer quantistico topologico. Recentemente, scienziati sperimentali forniscono forti prove dell'esistenza della modalità a energia zero di Majorana nei nuclei di vortice in piattaforme monomateriali di Fe(Te, Se) cristalli singoli bulk e composti simili di superconduttori a base di ferro. Il gap superconduttore (SC) dello stato superficiale topologico (ΔTSS) gioca un ruolo vitale nel proteggere MZM che un ΔTSS più grande porta a una maggiore separazione energetica tra MZM e altre eccitazioni banali. -Bi ₂ Pd, come candidato di superconduttore topologico, ha alcuni caratteri fisici distinti. Un precedente esperimento di microscopia/spettroscopia a scansione a effetto tunnel ha osservato grandi picchi di conduttanza zero-bias nella misurazione del taglio di linea attraverso i suoi vortici SC e ha trovato due lacune SC (Δ1 ~ 1,0 meV e Δ2 ~ 3,3 meV) nel β-Bi ₂ Film di Pd cresciuto per epitassia a fascio molecolare (MBE), mentre solo quello più piccolo (Δ1) si confronta con il gap SC di β-Bi ₂ Pd monocristallino sfuso (Δb ~ 0,8 meV, Tc =5,4 K). Per comprendere il puzzle del divario SC anormalmente più grande, è necessario studiare la superconduttività topologica nello spazio del momento.

In questo lavoro, utilizzando la spettroscopia di fotoemissione ad angolo risolta in situ (ARPES) combinata MBE, Il gruppo di Hong Ding dell'Istituto di Fisica, L'Accademia cinese delle scienze ha sviluppato il 20-UC β-Bi ₂ Film sottili di Pd con struttura tetragonale mediante MBE e studio della superconduttività mediante ARPES in situ. Lo stato superficiale topologico chiaro è stato osservato vicino all'energia di fermi, che possiede un gap superconduttore anormalmente più grande (~ 3,8 meV) misurato da esperimenti di dipendenza dalla temperatura. Una domanda chiave quindi è la differenza tra film sottile e singolo cristallo. Quindi abbiamo misurato anche la struttura a bande del singolo cristallo cresciuto dal gruppo di Youguo Shi alla linea di luce "Dreamline" della Shanghai Synchrotron Radiation Facility (SSRF). Misurando β-Bi ₂ Pd monocristallo sfuso a confronto, abbiamo chiaramente osservato lo spostamento verso l'alto del potenziale chimico nel film. Un concomitante aumento del peso superficiale sullo stato superficiale topologico è stato rivelato dal primo calcolo di principio calcolato dal gruppo di Hongming Weng, suggerendo che il mescolamento di parità mediato da Dirac-fermione può causare questo anomalo miglioramento del superconduttore. I loro risultati stabiliscono β-Bi ₂ Pd film come un caso unico di TSC connate con un gap superconduttore topologico altamente potenziato.

I loro risultati stabiliscono β-Bi ₂ Pd come candidato di superconduttore topologico con un gap superconduttore topologico altamente potenziato, che potrebbe fornire una nuova piattaforma per stabilizzare le modalità zero di Majorana a una temperatura più elevata.